一种氮化物薄膜太阳能电池的制作方法

本实用新型属于光学材料领域，具体涉及一种氮化物薄膜太阳能电池。

背景技术：

太阳能是一种清洁的、方便获取的可再生能源，在全世界范围内受了到广泛关注、重视和青睐。太阳能电池是人类利用太阳能的主要手段，其基本结构是具有p-n结的半导体光电器件。按照制作材料的不同，常见的太阳能电池可分为硅(单晶硅、多晶硅和非晶硅)、砷化镓、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉、硫化镉、钙钛矿、有机物等种类。无论使用哪种材料，更高的转换效率一直是太阳能电池产业发展的重要性能目标。

近年来，以铟镓氮(InxGa1-xN,0≤x≤1)、铟铝氮(InyAl1-yN,0≤y≤1)为代表的氮化物半导体材料因其禁带宽度与太阳能光谱几乎完美的匹配，或者完全覆盖太阳光谱辐射的能量范围，而受到人们的关注。具体地，InxGa1-xN的禁带宽度为0.64～3.4eV，InyAl1-yN的禁带宽度为0.64～6.2eV，而地面太阳光谱的能量范围为0.4～4eV。因此，氮化物合金材料在制备多结串联电池上具有很大优势，只要改变合金中金属元素的配比，即可调节带隙吸收不同波段的光子。这就给设计和生长串联电池提供了更大的自由度，有利于实现最佳的吸收波段组合。理论计算表明，用InxGa1-xN制作的双结(禁带宽度分别为1.1eV和1.7eV)太阳能电池的转换效率可达50％；如果制成多结太阳能电池，效率最高可达70％以上。

此外，使用氮化物合金材料制作太阳能电池还包括如下优势：①高吸收系数，例如，InxGa1-xN的吸收系数高达10⁵cm^-1，比Si、GaAs材料要高出一至两个数量级。利用该项性能将有可能制备更薄、更轻的电池，如此便可以在新兴的电动汽车、移动能源、光伏建筑一体化(BIPV)、可穿戴设备等应用方向大显身手。②使用氮化物合金材料可以使多结串联电池生长工艺更简单，成本更低。具体地，可在同一生长设备中完成器件生长，并通过改变合金组分来实现多结电池的制备。③氮化物材料硬度高，化学性质和热稳定性很好，抗辐射能力强，非常适合应用于强辐射、高温等恶劣环境中。因此，氮化物太阳能电池在航空、航天等作业环境严酷的应用方向(如无人机、空间飞行器、特种机器人等)具有十分明显的优势。

例如，中国发明专利CN100499179C公开了一种单结铟镓氮太阳能电池结构及制作方法，该结构使用了单一组分InxGa1-xN合金的p-n结结构，旨在提供一种高效、抗辐射的薄膜太阳能电池。

但是，就目前的材料生长技术而言，较高厚度、高In组分氮化物薄膜材料的生长还具有很大的挑战性。原因主要来自两个方面，一方面是因为目前无法制备自支撑的氮化物衬底，即组分为GaN、AlN、InN、任意InxGayAl1-x-yN(0≤x,y≤1，0≤x+y≤1)合金组分的体材料。InxGa1-xN合金一般是外延在GaN薄膜外延层之上的；另一方面是因为现有的外延技术有待进一步改进，比如有机金属化学气相沉积(MOCVD)方法在制备高In组分合金材料时容易出现铟聚集的“铟滴”析出，所以难以制备高In组分的氮化物薄膜。然而，对于可见和红外波段的太阳能量吸收，高In组分氮化物薄膜的制备至关重要。此外，尽管InxGa1-xN合金材料的吸收系数非常高，使得InxGa1-xN合金在几百纳米厚度条件下就可以吸收大部分的太阳光，但是，由于InN和GaN之间的晶格失配高达11％，当In组分为20％时，InxGa1-xN的临界厚度只有10.7nm。如果继续增加In组分，InxGa1-xN的临界厚度会急剧下降。

技术实现要素：

针对本领域存在的不足之处，本实用新型的目的是提出一种氮化物薄膜太阳能电池。

本实用新型上述的目的通过以下技术方案来实现：

一种氮化物薄膜太阳能电池，包括衬底、非掺杂层、布拉格反射镜(DBR)、n型掺杂层、非掺杂多量子阱层、p型掺杂层；在所述衬底上从下向上依次设置所述非掺杂层、布拉格反射镜(DBR)、n型掺杂层、非掺杂多量子阱层和p型掺杂层，所述n型掺杂层的边缘区域为台面，在台面上设置有n型欧姆电极；在所述p型掺杂层上设置有p型欧姆电极。

其中，所述布拉格反射镜包括高折射率氮化物层和低折射率氮化物层交替设置的周期性结构。

进一步地，所述布拉格反射镜中，高折射率氮化物层的厚度为1～500nm，所述低折射率氮化物层的厚度为1～500nm。

更进一步地，所述布拉格反射镜包括3～100对高折射率氮化物层和低折射率氮化物层交替设置的周期性结构。

所述高折射率氮化物层的折射率高于所述低折射率氮化物层的折射率。

所述高折射率氮化物层所用材质均为本领域已有的材料，其制备方法也为公知，例如文献Highly reflective GaN/Al0.34Ga0.66N quarter-wave reflectors grown by metal organic chemical vapor deposition(T.Someya and Y.Arakawa等，Appl.Phys.Lett.73,3653(1998))，文献High performance thin quantum barrier InGaN/GaN solar cells on sapphire and bulk(0001)GaN substrates(N.G.Young等,APPLIED PHYSICS LETTERS 103,173903(2013))所记载。

其中，所述非掺杂层还包括成核层，成核层为氮化镓、氮化铝、氮化铝镓、氮化铟镓、氮化铝铟镓中的一种或多种形成的堆叠结构。

其中，所述非掺杂层为氮化镓、氮化铝、氮化铝镓、氮化铟镓、氮化铝铟镓中的一种或多种形成的堆叠结构。

其中，所述n型掺杂层和p型掺杂层互相独立地选自氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓中的一种；所述n型掺杂层中掺杂有Si、Sn、S、Se或Te中的一种；所述p型掺杂层中掺杂有Be、Mg、Zn、Cd或C中的一种。

所述n型掺杂层和p型掺杂层的材料为已有材料，例如文献High performance thin quantum barrier InGaN/GaN solar cells on sapphire and bulk(0001)GaN substrates(N.G.Young等,APPLIED PHYSICS LETTERS 103,173903(2013))所记载。

优选地，所述非掺杂多量子阱层包括1～300对交替设置的量子阱层和量子垒层周期性结构。量子阱层和量子垒层的材料为已有材料，例如文献High performance thin quantum barrier InGaN/GaN solar cells on sapphire and bulk(0001)GaN substrates(N.G.Young等,Applied Physics Letters 103,173903(2013))所记载。

更优选地，在所述p型掺杂层和P型欧姆电极上覆盖有抗反射层。

本实用新型一种优选技术方案为，所述抗反射层包括1～30组交替的SiO2和Ta2O5薄膜。

优选地，所述SiO2和Ta2O5薄膜的厚度互相独立地为1nm～150nm。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提出的氮化物薄膜太阳能电池中，布拉格反射镜(DBR)结构具有高反射率波段可调的特性。通过调整DBR结构中高、低折射率层的氮化物组分、厚度和周期数来调节高反射率波段的位置，这样便可实现高反射率波段与电池光谱响应曲线的一致、协调；亦即，将高反射率波段调整到与太阳能电池处于高量子效率波段一致的位置。如此，可使器件的效率实现最大化。

此外，DBR结构具有反射波长的选择性。具体地，DBR结构仅对高反射率波段具有高反射率(>95％)，而对其它波段的平均反射率较低(<20％)。该特点对于将本实用新型所述薄膜太阳能电池与其它薄膜太阳能电池串联组成多结太阳能电池具有重要作用：经过DBR透射的其余波段太阳光被其它薄膜太阳能电池所吸收。

相比其它种类太阳电池在背面或背电极处设置反射层的技术方案，本实用新型所述DBR结构在进行电池功能薄膜层(即p-n结)的生长过程中原位生长，即在制作p-n结的工艺过程中制作DBR结构。正是因为DBR结构所使用的材料体系与电池p-n结所使用的材料体系相同，所以制作DBR结构和p-n结可以在相同的设备上原位完成。如此，就可以省略在太阳能电池背面制作反射层的工艺过程，或者简化制作背电极的工艺过程。

附图说明

图1为一种典型DBR结构在不同波长下的反射率曲线图。

图2为具有DBR结构氮化物薄膜太阳能电池的截面示意图。

图3为太阳光经过非掺杂多量子阱层、DBR层的光路示意图。

图中，1：衬底；2：成核层；3：非掺杂层；4：DBR层；5：n型掺杂层；6：非掺杂多量子阱层；7：p型掺杂层；8：n型欧姆电极；9：p型欧姆电极；10：抗反射层；11：n型掺杂层上的台面。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如无特别说明，实施例中采用的手段均为本领域已有的手段，使用材料为本领域已有的材料。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，高反射率波段对应于反射率大于95％的波长范围，例如图1所示，一种典型DBR结构(21组AlN/GaN的周期结构)的高反射率波段大约处在455～485nm的波段范围。

实施例1

如图2所示，本实用新型的一种具体实施例为一种氮化物薄膜太阳能电池，包括：

一衬底1，所述衬底1为600μm厚，边长为100mm的正方形蓝宝石衬底，衬底的正面为c面(001)方向。在进行外延薄膜的生长之前，蓝宝石衬底进行了研磨、抛光、清洗工艺处理，表面状况达到了氮化物外延层生长的要求。衬底以上从下向上依次设置的非掺杂层、布拉格反射镜(DBR)、n型掺杂层、非掺杂多量子阱层和p型掺杂层，上述各层在同一个气相沉积设备内生长。

非掺杂层还包括成核层2，成核层2制作在蓝宝石衬底上，非掺杂层3制作在成核层2上，所述成核层2采用厚度为25nm的低温GaN层，成核层2生长采用金属有机化学气相沉积设备(MOCVD)设备，低温GaN层的生长温度为550℃，生长压强为500Torr，非掺杂层3采用厚度为1.5μm的高温GaN层，非掺杂层的生长设备为MOCVD，该高温GaN层的生长温度为1080℃，生长压强为200Torr。

所述DBR层4包括35对Ga0.66Al0.34N/GaN周期性结构，每个周期由高折射率氮化物层GaN和低折射率氮化物层Ga0.66Al0.34N组成，且GaN层与Ga0.66Al0.34N层的厚度分别为41nm和43nm。在上述结构参数条件下，所述DBR层4的高反射率波段为370～410nm。GaN层的生长温度和压强分别为1050℃和200Torr；Ga0.66Al0.36N层的生长温度和压强分别为1080℃和200Torr。所述DBR层4制作在非掺杂层3上。

所述n型掺杂层5由厚度为2μm的高温GaN构成，生长温度和压强分别为1090℃和200Torr，并且所述n型掺杂层5中掺杂的元素为Si，且掺杂浓度为1×10¹⁹/cm^-3，采用干法刻蚀方法把n型掺杂层5的两侧各制作成一台面，本实施例中台面为一台阶状下沉的台面，该n型掺杂层上的台面11低于n型掺杂层5的上表面。所述n型掺杂层5制作在DBR层4上。

所述非掺杂多量子阱层6包括30对In0.2Ga0.8N/GaN周期性结构，每个周期由3nm厚的量子阱层In0.2Ga0.8N和4nm厚的量子垒层GaN组成。在上述结构参数条件下，所述非掺杂多量子阱层6对应的电池光谱响应曲线的高量子效率波段为370～410nm。量子阱层In0.2Ga0.8N的生长温度和压强为760℃和200Torr；量子垒层GaN的生长温度和压强为880℃和200Torr。所述非掺杂多量子阱层6制作在n型掺杂层5上。

所述p型掺杂层7由一层厚度为60nm、p型掺杂的GaN构成，并且所述p型掺杂层7中掺杂的元素为Mg，掺杂浓度范围为：1×10¹⁹/cm^-3至1×10²⁰/cm^-3。所述p型GaN层的生长温度和压强为950℃和200Torr。所述p型GaN层制作在非掺杂多量子阱层6上。

所述n型欧姆电极8是由Al和Au两层金属薄膜组成的圆点形电极，所述n型欧姆电极可以采用物理气相沉积设备或电镀设备制作，本实施例n型欧姆电极采用电子束蒸发设备制作，且Al和Au层的厚度分别为30nm和300nm。所述n型欧姆电极8制作在n型掺杂层上的台面11上；

所述p型欧姆电极9的组成结构为Pd和Au两层金属薄膜构成的带圆点的指形电极，所述p型欧姆电极采用物理气相沉积设备或电镀设备制作，本实施例p型欧姆电极采用电子束蒸发设备制作，且Pd和Au层的厚度分别为25nm和300nm。所述p型欧姆电极9制作在p型掺杂层7上；

所述抗反射层10包括三组交替设置的SiO2和Ta2O5薄膜，自下而上六层的厚度分别为：65nm(SiO2)、97nm(Ta2O5)、12nm(SiO2)、109nm(Ta2O5)、9nm(SiO2)、58nm(Ta2O5)，所述SiO2和Ta2O5薄膜可以采用物理气相沉积设备制作，本实施例SiO2和Ta2O5薄膜均采用离子束沉积设备制作。所述抗反射层10制作在p型掺杂层7和p型欧姆电极9上。

本结构的太阳光传输过程如图3所示，当太阳光进入到器件内部，经过非掺杂多量子阱层6时，光子被选择性地部分吸收。之后，透过非掺杂多量子阱层6的光子进入DBR层，和非掺杂多量子阱层6波段(量子效率高)匹配的波段的光子几乎全部被反射回来，其它波段光子透过DBR层，进入下一层。可见，通过设置DBR反射层有效地提高了太阳光的吸收效率，进而提高了器件的转换效率。

相比已有的氮化物薄膜太阳能电池方案，本实用新型具有布拉格反射镜(DBR)的氮化物薄膜太阳能电池能够有效反射透过吸收层的太阳光，其高反射率波段的反射率最高可达98％以上。如此便可以充分利用入射太阳光光子，大大减少由于吸收层厚度不足造成的太阳光透射损失，进而提高器件的转换效率。

实施例2

结构如图2所示，本实用新型的又一种具体实施例为一种氮化物薄膜太阳能电池，包括：

一衬底1，所述衬底1为600μm厚，边长为100mm的正方形4H-SiC衬底，衬底的正面为c面(001)方向。在进行外延薄膜的生长之前，4H-SiC衬底进行了研磨、抛光、清洗工艺处理，表面状况达到了氮化物外延层生长的要求。

一非掺杂层3，所述非掺杂层3采用厚度为1.5μm的高温GaN层，该高温GaN层采用金属有机化学气相沉积设备(MOCVD)设备制备，该高温GaN层的生长温度为1080℃，生长压强为200Torr。

优选地，所述非掺杂层还包括成核层2，所述成核层2采用厚度为20nm的低温AlN层，所述成核层2制作在衬底1上，所述非掺杂层3制作在成核层2上，该低温AlN层的生长设备采用MOCVD设备，AlN层的生长温度为700℃，生长压强为400Torr。

一DBR层4，所述DBR层4包括100对Al0.83In0.17N/GaN周期性结构，每个周期由高折射率氮化物层GaN和低折射率氮化物层Al0.83In0.17N组成，且GaN层与Al0.83In0.17N层的厚度分别为46nm和50nm。在上述结构参数条件下，所述DBR层4的高反射率波段为430～470nm。GaN层的生长温度和压强分别为950℃和200Torr；Al0.83In0.17N层的生长温度和压强分别为850℃和200Torr。所述DBR层4制作在非掺杂层3上。

一n型掺杂层5，所述n型掺杂层5由厚度为2μm的高温GaN构成，生长温度和压强分别为1090℃和200Torr，并且所述n型掺杂层5中掺杂的元素为Si，且掺杂浓度为1×10¹⁹/cm^-3，采用干法刻蚀方法把n型掺杂层5的两侧各制作成一台阶状下沉的台面，该n型掺杂层上的台面11低于n型掺杂层5的上表面。所述n型掺杂层5制作在DBR层4上。

一非掺杂多量子阱层6，所述非掺杂多量子阱层包括20对In0.25Ga0.75N/GaN周期性结构，每个周期由3nm厚的量子阱层In0.25Ga0.75N和5nm厚的量子垒层GaN组成。在上述结构参数条件下，所述非掺杂多量子阱层6对应的电池光谱响应曲线的高量子效率波段为430～470nm。量子阱层In0.25Ga0.75N的生长温度和压强为730℃和200Torr；量子垒层GaN的生长温度和压强为880℃和200Torr。所述非掺杂多量子阱层6制作在n型掺杂层5上。

一p型掺杂层7，所述p型掺杂层7由一层厚度为55nm、p型掺杂的GaN构成，并且所述p型掺杂层7中掺杂的元素为Mg，掺杂浓度范围为：1×10¹⁹/cm^-3至1×10²⁰/cm^-3。所述p型GaN层的生长温度和压强为950℃和200Torr。所述p型GaN层制作在非掺杂多量子阱层6上。

一n型欧姆电极8，所述n型欧姆电极8是由Al和Au两层金属薄膜组成的圆点形电极，采用电子束蒸发设备制作，且Al和Au层的厚度分别为30nm和300nm。所述n型欧姆电极8制作在n型掺杂层上的台面11上；

一p型欧姆电极9，所述p型欧姆电极9的组成结构为Ni和Au两层金属薄膜构成的带圆点的指形电极，采用电子束蒸发设备制作，且Ni和Au层的厚度分别为40nm和300nm。所述p型欧姆电极9制作在p型掺杂层7上；

一抗反射层10，所述抗反射层10包括三组交替设置的SiO2和Ta2O5薄膜，自下而上六层的厚度分别为：65nm(SiO2)、97nm(Ta2O5)、12nm(SiO2)、109nm(Ta2O5)、9nm(SiO2)、58nm(Ta2O5)，所述SiO2和Ta2O5薄膜均采用离子束沉积设备制作。所述抗反射层10制作在p型掺杂层7和p型欧姆电极9上。

相比已有的氮化物薄膜太阳能电池方案，本实用新型具有布拉格反射镜(DBR)的氮化物薄膜太阳能电池能够有效反射透过吸收层的太阳光，其高反射率波段的反射率最高可达98％以上。

实施例3

本实施例的一种氮化物薄膜太阳能电池，包括：

一衬底1，所述衬底1为600μm厚，边长为100mm的正方形蓝宝石衬底，衬底的正面为c面(001)方向。衬底以上从下向上依次设置的非掺杂层、布拉格反射镜(DBR)、n型掺杂层、非掺杂多量子阱层和p型掺杂层在同一个气相沉积设备内生长。

非掺杂层3还包括成核层2，成核层2制作在蓝宝石衬底上，成核层2为厚度为25nm的低温Al0.1Ga0.9N层，成核层也可以采用Al0.1Ga0.85In0.05N、Ga0.85In0.15N等膜层，成核层2生长采用金属有机化学气相沉积设备(MOCVD)设备，低温Al0.1Ga0.9N层的生长温度为500～7000℃，生长压强为500Torr，非掺杂层3采用厚度为1.5μm的高温GaN层，非掺杂层也可以采用Al0.03Ga0.91In0.06N、Ga0.92In0.08N等膜层，非掺杂层的生长设备为MOCVD，该高温GaN层的生长温度为850～1080℃，生长压强为200Torr。

所述DBR层4包括60对Ga0.66Al0.34N/GaN周期性结构，每个周期由高折射率氮化物层GaN和低折射率氮化物层Ga0.66Al0.34N组成，且GaN层与Ga0.66Al0.34N层的厚度分别为41nm和44nm。在上述结构参数条件下，所述DBR层4的高反射率波段为380～420nm。GaN层的生长温度和压强分别为1050℃和200Torr；Ga0.66Al0.36N层的生长温度和压强分别为1080℃和200Torr。所述DBR层4制作在非掺杂层3上；

所述n型掺杂层5由厚度为2μm的高温GaN构成，生长温度和压强分别为1090℃和200Torr，并且所述n型掺杂层5中掺杂的元素为Si，且掺杂浓度为1×10¹⁹/cm^-3，采用干法刻蚀方法把n型掺杂层5的两侧各制作成一台阶状下沉的台面，使台面低于n型掺杂层5的上表面。所述n型掺杂层5制作在DBR层4上。

所述非掺杂多量子阱层6包括80对In0.21Ga0.79N/Al0.1Ga0.9N周期性结构，每个周期由2nm厚的量子阱层In0.21Ga0.79N和4nm厚的量子垒层Al0.1Ga0.9N组成。在上述结构参数条件下，所述非掺杂多量子阱层6对应的电池光谱响应曲线的高量子效率波段为380～420nm。量子阱层In0.21Ga0.79N的生长温度和压强为755℃和200Torr；量子垒层Al0.1Ga0.9N的生长温度和压强为880℃和200Torr。所述非掺杂多量子阱层6制作在n型掺杂层5上。

所述p型掺杂层7由一层厚度为60nm、p型掺杂的GaN构成，并且所述p型掺杂层7中掺杂的元素为Mg，掺杂浓度范围为：1×10¹⁹/cm^-3至1×10²⁰/cm^-3。所述p型GaN层的生长温度和压强为950℃和200Torr。所述p型GaN层制作在非掺杂多量子阱层6上。

所述n型欧姆电极8是由Al和Au两层金属薄膜组成的圆点形电极，本实施例n型欧姆电极采用电子束蒸发设备制作，且Al和Au层的厚度分别为30nm和300nm。所述n型欧姆电极8制作在n型掺杂层上的台面11上；

所述p型欧姆电极9的组成结构为Pd和Au两层金属薄膜构成的带圆点的指形电极，本实施例p型欧姆电极采用电子束蒸发设备制作，且Pd和Au层的厚度分别为25nm和300nm。所述p型欧姆电极9制作在p型掺杂层7上；

所述抗反射层10包括10组交替设置的SiO2和Ta2O5薄膜，自下而上六层的厚度分别为：65nm(SiO2)、95nm(Ta2O5)、12nm(SiO2)、105nm(Ta2O5)、8nm(SiO2)、55nm(Ta2O5)，所述SiO2和Ta2O5薄膜均采用离子束沉积设备制作。所述抗反射层10制作在p型掺杂层7和p型欧姆电极9上。

相比已有的氮化物薄膜太阳能电池方案，本实用新型具有布拉格反射镜(DBR)的氮化物薄膜太阳能电池能够有效反射透过吸收层的太阳光，其高反射率波段的反射率最高可达98％以上。

实施例4

本实施例的一种具有分布式布拉格反射镜(DBR)的氮化物薄膜太阳能电池，包括：

一衬底1，所述衬底1为600μm厚，边长为100mm的正方形蓝宝石衬底，衬底的正面为c面(001)方向。衬底以上从下向上依次设置的非掺杂层、布拉格反射镜(DBR)、n型掺杂层、非掺杂多量子阱层和p型掺杂层在同一个气相沉积设备内生长。

非掺杂层还包括成核层2，成核层2制作在蓝宝石衬底上，成核层2为厚度为25nm的低温Al0.1Ga0.9N层，成核层2生长采用金属有机化学气相沉积设备(MOCVD)设备，低温Al0.1Ga0.9N层的生长温度为550℃，生长压强为500Torr，非掺杂层3采用厚度为1.5μm的高温GaN层，非掺杂层的生长设备为MOCVD，该高温GaN层的生长温度为1080℃，生长压强为200Torr。

所述DBR层4包括60对In0.05Ga0.1Al0.85N/In0.05Ga0.9Al0.05N周期性结构，每个周期由高折射率氮化物层In0.05Ga0.9Al0.05N和低折射率氮化物层In0.05Ga0.1Al0.85N组成，且In0.05Ga0.9Al0.05N层与In0.05Ga0.1Al0.85N的厚度分别为45nm和47nm。在上述结构参数条件下，所述DBR层4的高反射率波段为410～450nm。In0.05Ga0.9Al0.05N层的生长温度和压强分别为850℃和200Torr；In0.05Ga0.1Al0.85N层的生长温度和压强分别为880℃和200Torr。所述DBR层4制作在非掺杂层3上。

所述n型掺杂层5由厚度为2μm的高温GaN构成，n型掺杂层5也可以采用Al0.05Ga0.95N、Al0.05In0.05Ga0.9N等膜层，生长温度和压强分别为850～1090℃和200Torr，并且所述n型掺杂层5中掺杂的元素为Si，且掺杂浓度为1×10¹⁹/cm^-3，采用干法刻蚀方法把n型掺杂层5的两侧各制作成一台阶状下沉的台面，使台面低于n型掺杂层5的上表面。所述n型掺杂层5制作在DBR层4上。

所述非掺杂多量子阱层6包括35对In0.23Ga0.77N/GaN周期性结构，每个周期由2nm厚的量子阱层In0.23Ga0.77N和4nm厚的量子垒层GaN组成。在上述结构参数条件下，所述非掺杂多量子阱层6对应的电池光谱响应曲线的高量子效率波段为410～450nm。量子阱层In0.23Ga0.77N的生长温度和压强为740℃和200Torr；量子垒层GaN的生长温度和压强为880℃和200Torr。所述非掺杂多量子阱层6制作在n型掺杂层5上。

所述p型掺杂层7由一层厚度为60nm的p型掺杂的GaN构成，p型掺杂层7也可以采用Al0.1Ga0.9N、Al0.1In0.05Ga0.85N等膜层，并且所述p型掺杂层7中掺杂的元素为Mg，掺杂浓度范围为：1×10¹⁹/cm^-3至1×10²⁰/cm^-3。所述p型GaN层的生长温度和压强为850～950℃和200Torr。所述p型GaN层制作在非掺杂多量子阱层6上。

所述n型欧姆电极8是由Al和Au两层金属薄膜组成的圆点形电极，本实施例n型欧姆电极采用电子束蒸发设备制作，且Al和Au层的厚度分别为30nm和300nm。所述n型欧姆电极8制作在n型掺杂层上的台面11上；

所述p型欧姆电极9的组成结构为Pd和Au两层金属薄膜构成的带圆点的指形电极，本实施例p型欧姆电极采用电子束蒸发设备制作，且Pd和Au层的厚度分别为25nm和300nm。所述p型欧姆电极9制作在p型掺杂层7上；

所述抗反射层10由10组SiO2和Ta2O5薄膜交替构成，自下而上六层的厚度分别为：65nm(SiO2)、95nm(Ta2O5)、12nm(SiO2)、105nm(Ta2O5)、8nm(SiO2)、55nm(Ta2O5)，所述SiO2和Ta2O5薄膜均采用离子束沉积设备制作。所述抗反射层10制作在p型掺杂层7和p型欧姆电极9上。

相比已有的氮化物薄膜太阳能电池方案，本实用新型具有布拉格反射镜(DBR)的氮化物薄膜太阳能电池能够有效反射透过吸收层的太阳光，其高反射率波段的反射率最高可达98％以上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。