太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光电元件领域，尤其涉及太阳能电池领域。
【背景技术】
[0002]环境和能源的要求，使得包括太阳能高效发电在内的新能源技术越发重要。太阳能高效发电技术作为支撑我国国民经济可持续发展的前瞻性、战略性的新型清洁能源技术在国家中长期科学和技术发展规划中被列为重点支持和优先发展的方向。相比于硅太阳电池，多结II1-V化合物半导体太阳电池以多种带隙宽度不同的半导体材料吸收与其带隙宽度相匹配的那部分太阳光，从而实现对太阳光的宽光谱吸收，目前双结电池的效率以超过了 30%，三结太阳电池效率已经超过了 40%。由于其体积小、重量轻，在空间技术和军用充电设施中具有广泛应用。同时，高倍聚光型太阳电池系统在大规模的产业化应用也引起了广泛的重视。
[0003]随着器件设计的优化和材料质量的提高，II1-V族化合物太阳电池的效率在不断提高。尤其是失配材料的生长和高倍聚光条件下的太阳电池效率不断提升。然而，实际应用中的II1-V族化合物太阳能电池与II1-V族化合物太阳能电池的模型具有一定的差距，这说明II1-V族化合物太阳能电池的效率仍然有很大的提升空间。
[0004]影响太阳能电池效率的因素很多，比如太阳能电池器件结构设计，太阳能电池电极的制作等。对于II1-V化合物半导体太阳电池来说，材料生长设备和方法的改进使得构成太阳能电池吸收区的体材料比的质量已经不是大的问题，表面/界面问题才是核心关键问题，界面的性质很大程度上决定了电池的性能。位于接触层下方的窗口层可以钝化发射极的表面态，从而减少界面复合速率。窗口层与发射极两种材料带隙能量的不同所产生的价带带阶对空穴来说形成一个势垒，阻挡空穴向接触层的运动，从而有效降低电子和空穴在表面的复合。然而，导带的能量差异同时也会阻挡电子的运动，从而导致电池性能的下降。因此窗口层材料除了晶格匹配且带隙高于电池材料的要求以外，对掺杂浓度和带阶补偿也有很高的要求，高掺杂的窗口层可以对异质结界面的势垒实现高效调控，从而提高太阳能电池的性能。然而在现有的太阳能电池中，通常采用Si作为窗口层的η型掺杂源。由于Si的两性替代到一定掺杂浓度会饱和使得其不能达到很高的η型掺杂浓度。因此Si掺杂的窗口层不能对异质结界面的势垒实现高效调控，从而引起双结电池中电子越过势垒引起的附加电阻，导致电池性能的降低。
【发明内容】
[0005]为解决上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以减少横向扩展电阻、提高转换效率的太阳能电池。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供的一种太阳能电池，包括顶电极、底电极以及设于顶电极和底电极之间的第一子电池，所述顶电极与第一子电池之间设有一接触层，所述第一子电池上设有的第一窗口层与接触层相接触，其中，所述第一窗口层采用碲作为η型掺杂剂。
[0007]优选地，所述第一子电池的晶格常数与GaAs晶格匹配。
[0008]优选地，所述第一子电池为GaInP太阳能电池或者GaAs太阳能电池。
[0009]优选地，所述太阳能电池还包括设于第一子电池和底电极之间的第N子电池，其中，N彡2，且N为正整数，第N子电池的能带系小于第N-1子电池的能带系。
[0010]优选地，所述第N子电池和第N-1子电池之间设有一第N-1隧道结。
[0011]优选地，所述第N子电池包括按照远离所述底电极的方向叠层设置的第N背场、第N基极、第N发射极以及第N窗口层。
[0012]优选地，所述第一子电池包括按照远离所述底电极的方向叠层设置的第一背场、第一基极、第一发射极以及第一窗口层。
[0013]优选地，所述第一窗口层的材料为AllnP。
[0014]优选地，所述第一窗口层的掺杂浓度为8E16cnT3?2E19cm_3。
[0015]优选地，所述第一窗口层的掺杂浓度为2E18cm3。
[0016]有益效果:
[0017]本发明提供的太阳能电池，通过采用碲元素作为第一窗口层的η型掺杂源，使第一窗口层具有较高的η型掺杂浓度，从而可以有效地阻止空穴的扩散、减少界面复合、提高载流子寿命；同时还可以让电子有效地越过势垒实现电子的收集，进而减少横向扩展电阻，从而提闻太阳能电池的转换效率。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例1提供的太阳能电池的结构示意图。
[0019]图2为本发明实施例2提供的太阳能电池的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种可以减少横向扩展电阻、提高转换效率的太阳能电池。
[0021]为了实现上述目的，本发明提供的太阳能电池，包括顶电极、底电极以及设于顶电极和底电极之间的第一子电池，其中，顶电极与第一子电池之间设有一接触层，该第一子电池上设有的第一窗口层与接触层相接触，该第一窗口层采用碲(Te)作为η型掺杂剂。
[0022]进一步地，太阳能电池还包括设于第一子电池和底电极之间的第N子电池，其中，N彡2，且N为正整数，第N子电池的能带系小于第N-1子电池的能带系。优选地，第N子电池和第N-1子电池之间设有一第N-1隧道结。
[0023]为了更好地阐述本发明的技术特点和结构，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0024]实施例1
[0025]参阅图1，为本实施例提供的太阳能结构示意图，该太阳能电池包括从下到上依次设置的底电极110、衬底160、第二子电池130、第一隧道结140、第一子电池150、接触层170以及顶电极120，其中，第二子电池的能带系小于第一子电池的能带系，且第一子电池150为的晶格常数与GaAs晶格匹配。在本实施例中，我们以GaInP材料的第一子电池150为例来进行说明，当然，在其他实施例中，第一子电池也可以选用GaAs太阳能电池。
[0026]在本实施例中，衬底160的材料为P型掺杂的GaAs，其中，P型掺杂源为Be。为了提高第二子电池130的生长质量，在衬底160设有一缓冲层180，该缓冲层180的材料为P型 GaAs。
[0027]进一步地，第二子电池130包括按照远离底电极110的方向叠层设置的第二背场131、第二基极132、第二发射极133以及第二窗口层134。在本实施例中，第二子电池130为GaAs太阳能电池:第二背场131的材料为P型重掺杂的GaInP ;第二基极132的材料为P型掺杂的GaAs ;第二发射极133的材料为N型重掺杂的GaAs ;第二窗口层134的材料为N型重参杂的GalnP。其中，N型掺杂源和P型掺杂源分别为Si和Be。
[0028]第一隧道结140包括按照远离底电极110的方向叠层设置的第一 N型隧道层141、第一 P型隧道层142和第一势垒层143。在本实施例中，第一 N型隧道层141和第一 P型隧道层142的材料分别为N型重掺杂的GaAs和P型重掺杂的GaAs。当然，在其他实施例中，第一 N型隧道层141和第一 P型隧道层142的材料分别为N型重掺杂的GaInP和P型重掺杂的GalnP。第一势垒层143的材料为P型重掺杂的GalnP。其中，N型掺杂源和P型掺杂源分别为Si和Be。
[0029]第一子电池150包括按照远离底电极110的方