专利名称：一种半导体太阳电池的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种半导体太阳电池的利记博彩app，尤其是涉及一种ni-v族半导体材
料多结高效太阳电池的利记博彩app。
背景技术：
随着化石能源的枯竭和全球气候变暖的日益加剧，太阳能的利用正受到人们越来 越多的重视。太阳电池是将太阳能转化为电能的核心器件。高效太阳电池在航空航天、空 间探索等方面有着重要的用途。低成本的高效太阳电池的大规模应用可以缓解能源危机， 减少温室气体排放，造福子孙后代。因此，高效太阳电池技术一直是各国特别是发达国家重 点支持的研究领域。 目前空间用高效太阳电池有GaSb/GaAs机械叠层电池、GalnP/GaAs电池等。波 音全资子公司SPECTROLAB生产的GalnP/GaAs/Ge三节太阳电池的效率达到28. 3%，截止 2006年，已经售出了 200万片。GaSb/GaAs机械迭层电池光电转换效率已达37% (AMI. 5)， 是效率较高的化合物半导体太阳电池，但由于其需要高质量的GaSb、 GaAs体材料，故成本 高，单位重量功率比大。GalnP/GaAs电池只能吸收能量大于1. 4eV的光子，不能覆盖红外波 段，所以无法进一步提高光电转换效率。GalnAsSb/GaSb/GaAs材料可以吸收0. 5_1. 4eV波 段的太阳辐射，是对GalnP/GaAs吸收范围的拓展。将GalnAsSb/GaSb/GaAs与GalnP/GaAs 相结合得到的新型太阳电池材料可吸收0. 5-1. 9eV范围的太阳辐射，使太阳电池的转换效 率大大提高。GalnAsSb/GaSb/GaAs材料只包含111、V族元素，可一次外延得到；GaAs、GaSb、 GalnAsSb均为直接带隙材料，吸收系数大，抗辐射能力强，寿命长；材料中各层均为几个微 米厚的薄膜，Ga、 In、 Sb等稀有元素的用量少，比GaSb/GaAs迭层电池成本低。这些都决定 了GalnAsSb/GaSb/GaAs材料非常适合制作高效太阳电池。本发明基于以上优点，提供一种 新型高效太阳电池的利记博彩app，可为空间飞行器提供高性能电源。该技术进一步降低了电 池成本，对地面用高效光伏发电系统的推广具有重要意义。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提供一种半导体太阳电池的制作方 法，以掺杂砷化镓单晶片为衬底，利用分子束外延(MBE)生长技术，在砷化镓衬底上生长子 电池吸收层，然后进行封装，完成电池的制作。
本发明的具体实施步骤为 1)以掺杂砷化镓单晶片为衬底，利用分子束外延(MBE)生长技术，在58(TC下，在 GaAs衬底上生长GaAs缓冲层； 2)在GaAs缓冲层上生长p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结； 3)在450。C下，在p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结上生长GaSb层； 4)在GaSb层上生长p+GaSb/n+InAsSb隧穿结； 5)在430。C下，在p+GaSb/n+InAsSb隧穿结上生长InGaAsSb合金层；
3
6)在砷化镓单晶片衬底表面制作顶电极，在InGaAsSb合金层表面制作背电极。
本发明具有以下有益效果 1、利用本发明，将太阳电池的光谱吸收范围拓展到0.5-1.4eV波段，特别是增加 了对红外部分的吸收，对于提高太阳电池的转换效率非常有益。 2、本发明中GalnAsSb/GaSb/GaAs材料只包含III、 V族元素，可一次外延得到。
3、 GaAs、 GaSb、 GalnAsSb均为直接带隙材料，吸收系数大，抗辐射能力强，寿命长。
具体实施方式
实施例 1)将免清洗的N+-GaAs衬底放在分子束外延生长室样品架上，在58(TC条件下高 温脱氧，并将N+-GaAs衬底温度升至63(TC高温除气，然后将衬底温度降至580°C ;开启Ga、 As源炉快门，在N"-GaAs衬底上进行p-GaAs缓冲层的生长，掺杂浓度为p3 5X 1018，所述 分子束外延生长室在P-GaAs层生长前处于真空状态，压力为5X 10—9mbar，生长室在p-GaAs 缓冲层生长过程中压力为7 8. 5X 10—8mbar，p-GaAs缓冲层生长厚度为0. 5 y m，p-GaAs缓 冲层在生长时的As : Ga束流比为20 : 1; 2)生长p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结，隧穿结包括p型掺杂浓度为1 3X 1019、厚度 为0. 015 ii m的GaAsSb层和n型掺杂浓度为5 6X 1019、厚度为0. 015 ii m的GaAsSb层；
3)关闭Ga源炉快门，将衬底温度降至45(TC左右，关闭As源炉快门，打开Ga、 Sb 源炉快门，进行n-GaSb层的生长，掺杂浓度为n 1 3 X 1018，分子束外延生长室在n-GaSb 层生长过程中，分子束外延生长室压力为3 5X10—8mbar， n-GaSb层生长厚度为1 y m ; n-GaSb层生长过程中Sb : Ga束流比为5. 5 : 1; 进行p-GaSb层的生长，掺杂浓度为p 1 3X10"，分子束外延生长室在p-GaSb 层生长过程中，分子束外延生长室压力为3 5X10—8mbar， p-GaSb层生长厚度为1 y m ; p-GaSb层生长过程中Sb : Ga束流比为5. 5 : 1; 4)生长p+GaSb/n+InAsSb隧穿结，隧穿结包括p型掺杂浓度为1 3X10"、厚度为 0. 015iim的GaSb层和n型掺杂浓度为5 6X10"、厚度为0. 015iim的InAsSb层；
5)关闭Ga源炉快门，衬底温度降到43(TC，同时开启In、 Ga、 As源炉快门，生长 n-InGaAsSb合金层，掺杂浓度为n 2 4X 1018，分子束外延生长室在n-InGaAsSb层生长过 程中，分子束外延生长室压力为6 7 X 10—8mbar， n-InGaAsSb合金层的生长厚度为1. 5 y m， n-InGaAsSb层生长过程中As : Sb : Ga : In束流比为20 :4:1:1;
进行ptlnGaAsSb合金层的生长，掺杂浓度为p+7 8X 1018 ;分子束外延生长室 在ptlnGaAsSb层生长过程中，分子束外延生长室压力为6 7X10—8mbar， P+-InGaAsSb 合金层的生长厚度为1.5iim， ptlnGaAsSb层生长过程中As : Sb : Ga : In束流比为
20 : 4 : i : i; 6)在GaAs衬底表面制作顶电极，在p+-InGaASSb合金层表面制作背电极；
7)进行封装，完成太阳电池的制作。
权利要求
一种半导体太阳电池的利记博彩app，其特征在于其具体实施步骤为1)以掺杂砷化镓单晶片为衬底，利用分子束外延生长技术，在580℃下，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层；2)在GaAs缓冲层上生长p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结；3)在450℃下，在p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结上生长GaSb层；4)在GaSb层上生长p+GaSb/n+InAsSb隧穿结；5)在430℃下，在p+GaSb/n+InAsSb隧穿结上生长InGaAsSb合金层；6)在砷化镓单晶片衬底表面制作顶电极，在InGaAsSb合金层表面制作背电极。
2. 根据权利要求1所述的半导体太阳电池的利记博彩app，其特征在于1) 将免清洗的N+-GaAs衬底放在分子束外延生长室样品架上，在58(TC条件下高温脱 氧，并将N"-GaAs衬底温度升至63(TC高温除气，然后将衬底温度降至580°C ;开启Ga、As源 炉快门，在N+-GaAs衬底上进行p-GaAs缓冲层的生长，掺杂浓度为p3 5X 1018，所述分子 束外延生长室在P-GaAs层生长前处于真空状态，压力为5X 10—9mbar，生长室在p-GaAs缓 冲层生长过程中压力为7 8. 5X 10—8mbar， p-GaAs缓冲层生长厚度为0. 5 y m， p-GaAs缓 冲层在生长时的As : Ga束流比为20 : 1;2) 生长p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结，隧穿结包括p型掺杂浓度为1 3X 1019、厚度为 0. 015 ii m的GaAsSb层和n型掺杂浓度为5 6X 1019、厚度为0. 015 ii m的GaAsSb层；3) 关闭Ga源炉快门，将衬底温度降至45(TC左右，关闭As源炉快门，打开Ga、 Sb源炉 快门，进行n-GaSb层的生长，掺杂浓度为nl 3X 1018，分子束外延生长室在n-GaSb层生 长过程中，分子束外延生长室压力为3 5X 10—8mbar， n-GaSb层生长厚度为1 y m ;n-GaSb 层生长过程中Sb : Ga束流比为5. 5 : 1;进行p-GaSb层的生长，掺杂浓度为pi 3X 1018，分子束外延生长室在p-GaSb层生长 过程中，分子束外延生长室压力为3 5X 10—8mbar，p-GaSb层生长厚度为1 y m ;p-GaSb层 生长过程中Sb : Ga束流比为5. 5 : 1;4) 生长p+GaSb/n+InAsSb隧穿结，隧穿结包括p型掺杂浓度为1 3X10"、厚度为 0. 015iim的GaSb层和n型掺杂浓度为5 6X10"、厚度为0. 015iim的InAsSb层；5) 关闭Ga源炉快门，衬底温度降到430。C，同时开启In、 Ga、 As源炉快门，生长 n-InGaAsSb合金层，掺杂浓度为n2 4X 1018，分子束外延生长室在n-InGaAsSb层生长过 程中，分子束外延生长室压力为6 7 X 10—8mbar， n-InGaAsSb合金层的生长厚度为1. 5 y m， n-InGaAsSb层生长过程中As : Sb : Ga : In束流比为20 :4:1:1;进行p+-InGaASSb合金层的生长，掺杂浓度为p+7 8X 1018 ;分子束外延生长室在 p+-InGaAsSb层生长过程中，分子束外延生长室压力为6 7X10—8mbar， P+-InGaAsSb合 金层的生长厚度为1.5iim， ptlnGaAsSb层生长过程中As : Sb : Ga : In束流比为20 : 4 : i : i;6) 在GaAs衬底表面制作顶电极，在p+-InGaASSb合金层表面制作背电极；7) 进行封装，完成太阳电池的制作。
全文摘要
本发明公开了一种半导体太阳电池的利记博彩app，包括以下步骤以掺杂砷化镓单晶片为衬底，利用分子束外延(MBE)生长技术，在砷化镓衬底上生长子电池吸收层。具体过程包括在580℃下，在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，生长p+GaAsSb/n+GaAsSb隧穿结，在450℃下，生长GaSb层，生长p+GaSb/n+InAsSb隧穿结，在430℃下，生长InGaAsSb合金层，在砷化镓单晶片衬底表面制作顶电极，在InGaAsSb合金层表面制作背电极，然后进行封装，完成太阳电池的制作。
文档编号H01L31/18GK101702414SQ200910095139
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者廖华, 杨培志, 涂洁磊, 申兰先, 邓书康, 郝瑞亭 申请人:云南师范大学