一种基于外延正向失配生长的多结GaAs薄膜太阳能电池的制作方法_2

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且连接机械强度非常高,更重要的是晶格失配所产生的大量位错和缺陷也都被 限制在键合界面附近的薄层区域内,不会对其他区域材料的性能造成影响;
[0033] 3、本发明对降低III-V族化合物太阳能电池的成本与减轻电池重量非常有益,极 大地提升了 III-V族化合物太阳能电池在空间与地面的应用前景。
【附图说明】
[0034] 图1为基于外延正向失配生长的四结GaAs太阳能电池结构示意图;
[0035] 图2为基于外延正向失配生长的四结GaAs太阳能电池与廉价衬底键合示意图;
[0036] 图3砷化镓衬底剥离示意图;
[0037] 图4太阳能电池粘接到娃衬底不意图;
[0038] 图5 BCB胶剥离示意图;
[0039] 图中:l、GaAs帽层;2、第四结GaInP电池;3、第三隧穿结;4、第三结GaAs电池;5、 In x (AlyGa1I) hAs 渐变层;6、第二隧穿结;7、第二结 InxGahAs 电池;8、Inx (AlyGa1^) hAs 渐 变层;9、第一隧穿结;10、第一结 InxGapxAs 电池;11、Inx(AlyGa1I)PxAs 渐变层;12、GaAs 帽 层;13、GaInP腐蚀停止层;14、第五牺牲层;15、本征GaAs层;16、第四牺牲层;17本征GaAs 层;18、第三牺牲层;19、本征GaAs层;20、第二牺牲层;21、本征GaAs层;22、第一牺牲层; 23、GaInP腐蚀停止层;24、本征GaAs层;25、GaInP腐蚀停止层;26、缓冲层;27砷化镓衬底, 201廉价衬底,202BCB胶,203硅衬底。
【具体实施方式】
[0040] 本实施例提供一种基于外延正向失配生长的GaAs四结薄膜太阳能电池,先制 备电池本体与电池有源层结合的结构,包括砷化镓衬底、缓冲层、GaInP腐蚀停止层、本征 GaAs层、GaInP腐蚀停止层、第一牺牲层、本征GaAs层、第二牺牲层、本征GaAs层、第三牺 牲层、本征GaAs层、第四牺牲层、本征GaAs层、第五牺牲层、GaInP腐蚀停止层、GaAs帽层、 In x (AlyGa1-) Js渐变层、第一结InxGahAs电池、第一隧穿结、Inx (AlyGa1-) Js渐变层、第 二结InxGa1Js电池、第二隧穿结、Inx (AlyGa1I) ^As渐变层、第三结GaAs电池、第三隧穿结、 第四结GaInP电池、GaAs帽层。
[0041] 本实施例还提供具体的制备方法,采用MOCVD即金属有机化学气相沉积技术在砷 化镓衬底上面依次生长缓冲层、GaInP腐蚀停止层、本征GaAs层、GaInP腐蚀停止层、第一 牺牲层、本征GaAs层、第二牺牲层、本征GaAs层、第三牺牲层、本征GaAs层、第四牺牲层、 本征GaAs层、第五牺牲层、GaInP腐蚀停止层、GaAs帽层、In x(AlyGa1I) hAs渐变层、第一结 InxGahAs电池、第一隧穿结、Inx (AlyGa1^) js渐变层、第二结InxGahAs电池、第二隧穿结、 Inx (AlyGa1JhAs渐变层、第三结GaAs电池、第三隧穿结、第四结GaInP电池、GaAs帽层,具 体制备过程为:
[0042] (1)采用n型掺杂的GaAs衬底,厚度为300~700微米,掺杂浓度为IXIO17- IXIO18CnT3;
[0043] (2)准备设备,进入MOCVD外延生长;
[0044] (3)外延生长GaAs缓冲层:厚度为0? 1~0? 3微米,生长温度为500 °C -800 °C ;
[0045] (4)外延生长GaInP腐蚀停止层:厚度为0. 1~0. 3微米,生长温度为 500 〇C -800 0C ;
[0046] (5)外延生长本征GaAs层:厚度为0? 1~0? 3微米,生长温度为500 °C -800 °C ;
[0047] (6)外延生长GaInP腐蚀停止层:厚度为0. 1~0. 3微米,生长温度为 500 〇C -800 0C ;
[0048] (7)外延生长第一牺牲层:厚度为20~100nm,生长温度为500°C _800°C ;
[0049] (8)外延生长本征GaAs层:厚度为0? 1~0? 3微米,生长温度为500 °C -800 °C ;
[0050] (9)外延生长第二牺牲层:厚度为20~100nm,生长温度为500°C _800°C ;
[0051] (10)外延生长本征GaAs层:厚度为0. 1~0. 3微米,生长温度为500°C _800°C ;
[0052] (11)外延生长第三牺牲层:厚度为20~100nm,生长温度为500°C _800°C ;
[0053] (12)外延生长本征GaAs层:厚度为0. 1~0. 3微米,生长温度为500 °C -800 °C ;
[0054] (13)外延生长第四牺牲层:厚度为20~100nm,生长温度为500°C _800°C ;
[0055] (14)外延生长本征GaAs层:厚度为0. 1~0. 3微米,生长温度为500°C _800°C ;
[0056] (15)外延生长第五牺牲层:厚度为20~100nm,生长温度为500°C _800°C ;
[0057] (16)外延生长GaInP腐蚀停止层:厚度为0. 1~0. 3微米,生长温度为 500 〇C -800 0C ;
[0058](17)外延生长p型掺杂的GaAs帽层,生长温度为500 °C -800 °C,厚度为 100-500nm,掺杂浓度为IXIO18-IX1019cm_3;
[0059] (18)外延生长p型掺杂的Inx(AlyGah)^xAs渐变层,其中0.01彡X彡0.6, 0. 4彡y彡0. 9,生长温度为500°C-800 °C,厚度为0. 5-5ym,掺杂浓度为IX1017- IXIO19CnT3;
[0060] (19)外延生长第一结InxGa^xAs电池,包括 Inx(AlyGa1I)^xAs 背场层、InxGa^xAs 基区、InxGa1-JiAs发射区、Inx (AlyGa1I)hAs窗口层,其中 0? 2 <X< 0.6,0.4 <y< 0.9,生 长温度为500°C-800°C,厚度为2-5ym,掺杂浓度为IX1017-IXIO19cnT3;
[0061]P型掺杂的Inx (AlyGa1) ^As背场层,生长温度为500 °C -800 °C,厚度为 50-200nm,掺杂浓度为IXIO17-IXIO19CnT3;
[0062]p型掺杂的InxGahAs基区,生长温度为500°C_800°C,厚度为1000_5000nm,掺杂 浓度为IX1016-IXIO17CnT3;
[0063]n型掺杂的InxGa^xAs发射区,生长温度为500°C-800°C,厚度为50-200nm,掺杂 浓度为IX1017-IXIO19CnT3;
[0064]n型掺杂的Inx (AlyGa1)hAs窗口层,生长温度为500 °C -800 °C,厚度为 30-200nm,掺杂浓度为IXIO17-IX 1019cnT3。
[0065] (20)外延生长第一隧穿结,包括n型的Inx (AlyGa1JhAs层和p型的 Inx (AlyGa1I)hAs层,其中 0.2 彡X彡 0.6,0.4彡y彡 0? 9,生长温度为 500°C-800°C,掺杂 浓度为IXIO18-IX102°cm_3,厚度范围为IOnm-IOOnm;
[0066] (21)外延生长p型掺杂的InjAlyGa^hAs渐变层,其中0.01彡X彡0.6, 0. 4彡y彡0. 9,生长温度为500°C-800 °C,厚度为0. 5-3ym,掺杂浓度为IX1017- IXIO19CnT3;
[0067] (22)外延生长第二结InxGa^xAs电池,包括 Inx(AlyGa1I)^xAs 背场层、InxGa^xAs 基区、InxGahAs发射区、Inx (AlyGa1I)hAs窗口层,其中 0? 2 彡X彡 0? 5,0. 5 彡y彡 0? 7,生 长温度为500°C-800°C,厚度为2-5ym,掺杂浓度为IX1017-IXIO19cnT3;
[0068]p型掺杂的Inx (AlyGa1)hAs背场层,生长温度为500 °C -800 °C,厚度为 50-200nm,掺杂浓度为IXIO17-IXIO19CnT3;
[0069]p型掺杂的InxGahAs基区,生长温度为500°C-800°C,厚度为2000-5000nm,掺杂 浓度为IX1016-IXIO17CnT3;
[0070]n型掺杂的InxGahAs发射区,生长温度为500°C-800°C,厚度为50-200nm,掺杂 浓度为IX1017-IXIO19CnT3;
[0071]n型掺杂的Inx (AlyGa1) ^xAs窗口层,生长温度为500 °C -800 °C,厚度为 30-200nm,掺杂浓度为IXIO17-IXIO19CnT3;
[0072] (23)外延生长第二隧穿结,包括n型的Inx (AlyGa1JhAs层和p型的 Inx (AlyGa1I)hAs层,其中0.2彡X彡0.5,0.5彡y彡0? 7,生长温度为 500°C-800
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