专利名称：Pin型应变补偿量子点太阳电池的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于太阳电池技术领域，尤其是一种PIN型应变补偿量子点太阳电池。
背景技术：
太阳能是一种清洁环保的可再生能源，其转换由太阳电池完成，目前fe^nP/ InGaAs/Ge三结叠层太阳电池在聚光或非聚光条件下，都获得了较高的光电转换效率。但 GalnP/InGaAs/Ge三结叠层太阳电池为电学串联结构，总电流会受到子电池最小电流的限制，并且它的成本很高，限制了它的应用范围。最近发展起来的量子阱太阳电池虽然理论上可提高光电流，但实际生长过程中会由于界面缺陷，导致光电压受到很大影响。为了确保电池整体电压，提高光生电流，获得更高的转换效率，人们在太阳电池内引进了半导体量子点，这些半导体量子点可以有效的利用不同波段的太阳光，提高电池的转换效率。理论研究表明在PIN型太阳电池的i本征区内引入多个量子点层，可以形成中间带，转换效率可达到63. 2%。国际上已有很多有关量子点太阳电池的研究，然而制备高密度、尺寸均勻的量子点是一大技术难点，直接限制了量子点太阳电池转换效率。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、量子点密度高的PIN型应变补偿量子点太阳电池。本实用新型采取的技术方案是一种PIN型应变补偿量子点太阳电池，包括衬底、缓冲层、η型基区、i本征区和ρ 型发射区，其特征在于所述i本征区的厚度为0. 1 0. 4微米，包括多个周期的量子点层 /应变补偿层；每周期的量子点层/应变补偿层中，每个量子点层材料为InGaAs，厚度为5 6个亚单层，每个应变补偿层材料为GaNAs，厚度为0. 02 0. 04微米。而且，所述周期的数量为5 20。而且，所述i本征区厚度为0. 2 0. 3微米，每个量子点层厚度为5. 8个亚单层， 每个应变补偿层厚度为0. 02微米。而且，所述衬底的材料为GaAs(311)B。而且，所述缓冲层厚度为0. 25 0. 4微米。而且，所述η型基区厚度为1 2微米。而且，所述ρ型发射区厚度为0. 15 0.5微米。本实用新型的优点和积极效果是本实用新型中，在PIN型太阳电池的i本征区中引入量子点结构，形成中间带，利用GaNAs制成的应变补偿层，使InGaAs制成的量子点层上的量子点密度达到1012，整体尺寸均勻，使太阳电池可以有效的利用不同波段的太阳光，提高电池的转换效率。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是i本征区的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。一种PIN型应变补偿量子点太阳电池，如图1 2所示，包括衬底、缓冲层、η型基区、i本征区和P型发射区，本实用新型的创新在于i本征区的厚度为0. 1 0.4微米，包括 5 20周期的量子点层/应变补偿层；每周期的量子点层/应变补偿层中，每个量子点层3 的材料为InGaAs (铟镓砷)，厚度为5 6个亚单层，每个应变补偿层1的材料为GaNAs (镓氮砷)，厚度为0. 02 0. 04微米，量子点层上的应变量子点2密度达到IO12个/平方厘米。优选的方案是i本征区厚度为0. 2 0. 3微米，每个量子点层厚度为5. 8个亚单层，每个应变补偿层厚度为0. 02微米。本实施例中，除了衬底以外的其它层均通过MOCVD(Metal_organic Chemical vapor D印osition，金属有机化合物化学气相沉积)工艺制成，即将晶体生长源材料以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长出薄层单晶材料。衬底的材料为GaAs(311)B，缓冲层为η型掺杂GaAs (镓砷)缓冲层，其厚度为 0. 25 0. 4微米，优选0. 25微米，其制作在衬底之上，用于减小外延层的缺陷密度，提高晶
体质量。η型基区为η型掺杂的GaAs基区，其制作在缓冲层之上，厚度为1 2微米。P型基区为ρ型掺杂的GaAs发射区，其厚度为0. 15 0. 5微米，优选0. 15微米。本实用新型的原理是在晶格失配外延系统中，采用自组织生长量子点阵列是常用的量子点制备方法。 晶格失配应变是量子点自组织生长的驱动力，材料通过应变弛豫生成量子点，但是系统会仍然存在剩余的应变积累，这会导致位错、缺陷以及岛合并现象出现，引起量子点阵列质量下降。要解决这一问题，可以在生长过程中引入张应变的补偿层来平衡和补偿量子点层的压应变，即所谓的应变补偿。由于GaNAs等稀氮材料的晶格常数小于hGaAs，产生张应变， InGaAs晶格常数大于GaAs，产生压应变。在压应变的InGaAs层上生长张应变的GaNAs层， 能够有效的改善InGaAs量子点的均勻性，使得量子点的密度增加。本实用新型中，在PIN型太阳电池的i本征区中引入量子点结构，形成中间带，利用GaNAs制成的应变补偿层，使InGaAs制成的量子点层上的量子点密度达到1012，整体尺寸均勻，使太阳电池可以有效的利用不同波段的太阳光，提高电池的转换效率。
权利要求1.一种PIN型应变补偿量子点太阳电池，包括衬底、缓冲层、η型基区、i本征区和P型发射区，其特征在于所述i本征区的厚度为0. 1 0. 4微米，包括多个周期的量子点层/ 应变补偿层；每周期的量子点层/应变补偿层中，每个量子点层材料为^GaAs,厚度为5 6个亚单层，每个应变补偿层材料为GaNAs，厚度为0. 02 0. 04微米。
2.根据权利要求1所述的PIN型应变补偿量子点太阳电池，其特征在于所述周期的数量为5 20。
3.根据权利要求1所述的PIN型应变补偿量子点太阳电池，其特征在于所述i本征区厚度为0. 2 0. 3微米，每个量子点层厚度为5. 8个亚单层，每个应变补偿层厚度为0. 02 微米。
4.根据权利要求1或2或3所述的PIN型应变补偿量子点太阳电池，其特征在于所述衬底的材料为GaAs (311)B。
5.根据权利要求1或2或3所述的PIN型应变补偿量子点太阳电池，其特征在于所述缓冲层厚度为0. 25 0. 4微米。
6.根据权利要求1或2或3所述的PIN型应变补偿量子点太阳电池，其特征在于所述η型基区厚度为1 2微米。
7.根据权利要求1或2或3所述的PIN型应变补偿量子点太阳电池，其特征在于所述P型发射区厚度为0. 15 0. 5微米。
专利摘要本实用新型涉及一种PIN型应变补偿量子点太阳电池，包括衬底、缓冲层、n型基区、i本征区和p型发射区，所述i本征区的厚度为0.1～0.4微米，包括多个周期的量子点层/应变补偿层；每周期的量子点层/应变补偿层中，每个量子点层材料为InGaAs，厚度为5～6个亚单层，每个应变补偿层材料为GaNAs，厚度为0.02～0.04微米。本实用新型中，在PIN型太阳电池的i本征区中引入量子点结构，形成中间带，利用GaNAs制成的应变补偿层，使InGaAs制成的量子点层上的量子点密度达到1012，整体尺寸均匀，使太阳电池可以有效的利用不同波段的太阳光，提高电池的转换效率。
文档编号H01L31/075GK202111103SQ20112023196
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月4日 优先权日2011年7月4日
发明者刘如彬, 孙强, 康培, 张启明, 王帅, 穆杰 申请人:天津蓝天太阳科技有限公司