一種多結(jié)太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種多結(jié)太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽能電池應(yīng)用的越來越廣泛，進(jìn)一步提高其光電轉(zhuǎn)換效率已成為業(yè)界的研宄重點(diǎn)。中國發(fā)明專利CN104091849A《多結(jié)太陽能電池及其制備方法》公開了一種可降低電流不匹配性進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)換效率的多結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制備方法，如圖1為其公開的太陽能電池的示意圖，是通過減少頂子電池的受光面積，降低頂子電池的電流，并將剩余的光留給下面的子電池來吸收，提高下面子電池的電流，最終達(dá)到多結(jié)子電池的電流匹配，從而實(shí)現(xiàn)多結(jié)電池效率的最優(yōu)化。本發(fā)明在此技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，在第一子電池之上與第二子電池間隙設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，不僅可以提高太陽光的利用率，并且可以根據(jù)第一 /二子電池對不同太陽光波段吸收的要求設(shè)計(jì)分布布拉格反射層(DBR distributed BraggReflector)結(jié)構(gòu)，使所入射光譜與第一 / 二子太陽能電池所吸收光譜相匹配，同時(shí)進(jìn)一步增加第一 / 二子電池的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高整體多結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的為在第一子電池之上與第二子電池間隙設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，不僅可以提高太陽光的利用率，并且可以根據(jù)第一 / 二子電池對不同太陽光波段吸收的要求設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，使所入射光譜與第一 / 二子太陽能電池所吸收光譜相匹配，同時(shí)進(jìn)一步增加第一 / 二子電池的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高整體多結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0004]一種多結(jié)太陽能電池，至少包括:一襯底、一位于襯底之上的第一子電池和一位于第一子電池之上的第二子電池；其特征在于:第一子電池之上與第二子電池間隙具有DBR結(jié)構(gòu)，所述DBR結(jié)構(gòu)將第二子電池所需要的太陽光譜反射至第二子電池，并且透過第一子電池所需要的太陽光譜。
[0005]所述多結(jié)太陽能電池包括η結(jié)子電池，2彡η ( 10。
[0006]所述多結(jié)太陽能電池子電池的能隙沿生長方向呈升高趨勢，所述多結(jié)太陽能電池子電池的吸收光譜波長沿生長方向呈降低趨勢。
[0007]所述第二子電池側(cè)面被蝕刻為垂直于第一子電池表面，也可被蝕刻為與第一子電池表面呈銳角或鈍角或其任意組合。
[0008]所述位于第一子電池之上與第二子電池間隙的DBR結(jié)構(gòu)為錐狀，也可以為圓錐或多棱錐或其任意組合，其斜面與第一子電池表面夾角θ，0< Θ <90度，優(yōu)選45度。
[0009]所述DBR結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體材料或絕緣體材料結(jié)構(gòu)或其任意組合；所述DBR結(jié)構(gòu)所反射光譜波長A1與第二子電池所吸收光譜波長相匹配，λ ^ 550 nm;所述DBR結(jié)構(gòu)所透過光譜波長λ 2與第一子電池所吸收光譜波長相匹配，λ 2> 550 nm。
[0010]本發(fā)明所述的多結(jié)太陽能電池，通過在第一子電池之上與第二子電池間隙設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，不僅可以提高太陽光的利用率，并且可以根據(jù)第一 / 二子電池對不同太陽光波段吸收的要求設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，使所入射光譜與第一 / 二子太陽能電池所吸收光譜相匹配，同時(shí)進(jìn)一步增加第一 / 二子電池的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高整體多結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0011]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0012]圖1為前案提供的一種多結(jié)太陽能電池的剖面示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種多結(jié)太陽能電池的剖面示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2提供的又一種多結(jié)太陽能電池的剖面示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3提供的再一種多結(jié)太陽能電池的剖面示意圖。
[0016]圖中標(biāo)示:100/200/300:襯底；101/201/301:第一子電池；102/202/302:第二子電池；103/203/303:DBR 結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明公開的一種多結(jié)太陽能電池的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0018]實(shí)施例1
如圖2所示，一種多結(jié)太陽能電池，從下至上依次包括:
(O 一襯底100，所述襯底選用Ge襯底、GaAs襯底、Al2O3襯底或Si襯底；
(2)—第一子電池101，所述第一子電池生長在襯底100之上，第一子電池101可以為Ge電池、GaAs電池、InGaAs電池或InGaN電池；
(3)一第二子電池102，所述第二子電池生長在第一子電池101之上，第二子電池102可以為InGaN電池、GaInP電池或AlGaInP電池；
(4)通過蝕刻工藝對所述第二子電池102進(jìn)行蝕刻，如圖2所示，使第二子電池102側(cè)面被蝕刻為垂直于第一子電池101表面；
(5)通過沉積工藝在第一子電池之上與第二子電池間隙制備DBR結(jié)構(gòu)103，所述DBR結(jié)構(gòu)103為錐狀，也可以為圓錐或多棱錐或其任意組合，其斜面與第一子電池表面夾角Θ，0
<Θ <90度，Θ優(yōu)選45度。所述DBR結(jié)構(gòu)103為半導(dǎo)體材料或絕緣體材料結(jié)構(gòu)或其任意組合；所述DBR結(jié)構(gòu)所反射光譜波長A1與第二子電池所吸收光譜波長相匹配，λ ^550nm ;所述DBR結(jié)構(gòu)所透過光譜波長λ 2與第一子電池所吸收光譜波長相匹配，λ 2> 550 nm。
[0019]實(shí)施例2
如圖3所示，又一種多結(jié)太陽能電池的剖面示意圖，與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述第二子電池202側(cè)面被蝕刻為與第一子電池201表面呈銳角。
[0020]實(shí)施例3
如圖4所示，再一種多結(jié)太陽能電池的剖面示意圖，與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述第二子電池302側(cè)面被蝕刻為與第一子電池301表面呈鈍角。
[0021]以上實(shí)施例所制備的多結(jié)太陽能電池，通過在第一子電池之上與第二子電池間隙設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，不僅可以提高太陽光的利用率，并且可以根據(jù)第一 / 二子電池對不同太陽光波段吸收的要求設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，使所入射光譜與第一 / 二子太陽能電池所吸收光譜相匹配，同時(shí)進(jìn)一步增加第一 / 二子電池的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高整體多結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0022]以上表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，以上描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明所做的任何變更，皆屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多結(jié)太陽能電池，至少包括:一襯底、一位于襯底之上的第一子電池和一位于第一子電池之上的第二子電池，其特征在于:第一子電池之上與第二子電池間隙設(shè)置DBR結(jié)構(gòu)，所述DBR結(jié)構(gòu)將第二子電池所需要的太陽光譜反射至第二子電池，并且透過第一子電池所需要的太陽光譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述多結(jié)太陽能電池包括η結(jié)子電池，2彡η ( 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述多結(jié)太陽能電池子電池的能隙沿生長方向呈升高趨勢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述多結(jié)太陽能電池子電池的吸收光譜波長沿生長方向呈降低趨勢。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述第二子電池側(cè)面被蝕刻為垂直于第一子電池表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述第二子電池側(cè)面被蝕刻為與第一子電池表面呈銳角或鈍角或其任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述位于第一子電池之上與第二子電池間隙的DBR結(jié)構(gòu)為錐狀或圓錐或多棱錐或其任意組合，其斜面與第一子電池表面夾角θ，0 < Θ < 90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述DBR結(jié)構(gòu)為半導(dǎo)體材料或絕緣體材料結(jié)構(gòu)或其任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述DBR結(jié)構(gòu)所反射光譜波長A1與第二子電池所吸收光譜波長相匹配，λ ^ 550 nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽能電池，其特征在于:所述DBR結(jié)構(gòu)所透過光譜波長λ 2與第一子電池所吸收光譜波長相匹配，、550 nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多結(jié)太陽能電池，至少包括：一襯底、一位于襯底之上的第一子電池和一位于第一子電池之上的第二子電池；所述第一子電池之上與第二子電池間隙具有DBR結(jié)構(gòu)，所述 DBR結(jié)構(gòu)將第二子電池所需要的太陽光譜反射至第二子電池，并且透過第一子電池所需要的太陽光譜，不僅可以顯著提高太陽光的利用率，并且可以根據(jù)第一/二子電池對不同太陽光波段吸收的要求設(shè)計(jì)DBR結(jié)構(gòu)，使所入射光譜與第一/二子太陽能電池所吸收光譜相匹配，同時(shí)進(jìn)一步增加第一/二子電池的光電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高整體多結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類】H01L31-054
【公開號(hào)】CN104659140
【申請?zhí)枴緾N201510098572
【發(fā)明人】申利瑩, 董木森, 張君逸, 潘冠甫, 吳超瑜, 王篤祥
【申請人】天津三安光電有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月6日