本发明专利技术提供一种多结叠层电池，包括一衬底、一InGaN基电池膜层与一III-V族多结电池膜层，所述衬底置于所述III-V族多结电池膜层的裸露表面，所述InGaN基电池膜层与III-V族多结电池膜层之间通过键合方式以连接。本发明专利技术还提供一种多结叠层电池的制备方法，包括步骤：1）提供一第一衬底、一第二衬底；2）在所述第一衬底生长InGaN基电池膜层，在第二衬底上生长III-V族多结电池膜层；3）从InGaN基电池膜层上剥离第一衬底，剩下InGaN基电池膜层；4）将InGaN基电池膜层的任意裸露表面键合至III-V族多结电池膜层的裸露表面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及。
技术介绍
随着能源问题的不断加剧，人类对于太阳能这种取之不尽用之不竭的清洁能源寄予厚望，成为当前广泛接受的研究热点。在众多太阳能电池中，传统GalnP/GaAs/Ge三结电池已成功应用于空间和地面光伏领域，但进一步提升转换效率遇到瓶颈。根据带隙组成和与太阳光谱的匹配，顶电池的禁带宽度达到2. 4e疒2. 7eV时可显著提升多结电池的转换效率，但这么高的带隙宽度在已经采用的电池材料体系内是较难办到的。InGaN材料通过调节In的组分即可在0.7 eV 3. 4eV的范围内控制其禁带宽度，是极有可能满足多结高效太阳能电池的材料之一。采用MBE或者MOCVD技术直接在III-V族电池顶部生长InGaN顶电池， 由于生长条件的差异，不仅要涉及衬底在腔室之间的转移导致污染；而且，由于InGaN材料与传统III-V族材料存在较大的晶格失配和热失配，获得的InGaN顶电池材料质量极差，而且容易发生龟裂、脱落等现象。另外，使用分光的方法虽可避免材料连续生长的问题，但由于采用平行结构且分光，会导致体积较大以及分光损失等。另外，InGaN电池禁带宽度大，输出开路电压较高，但电流密度相对较低。若采用双端电极，顶电池可能会成为制约电流输出的瓶颈，影响电池效率的提升。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种多结叠层电池，包括一衬底、一 InGaN基电池膜层与一 III-V族多结电池膜层，所述衬底置于所述III-V族多结电池膜层的裸露表面，所述InGaN基电池膜层与III-V族多结电池膜层之间通过键合方式连接。所述InGaN基电池膜层与III-V族多结电池膜层均采用双层台面结构，且所述InGaN基电池膜层与III-V族多结电池膜层中每层台面结构裸露表面均设置一电极。所述III-V 族多结电池膜层为 Ge/Ge/GaAs/GaAs/GaAs/GaAs/GaAs/GalnP/GalnP/GalnP/AlInP、 InGaAs/InGaAs/GaInP/InGaAs/GaAs/GaAs/GalnP/AlGaAs/GaInP/GaInP/AlInP 与 Ge/Ge/GaAs/GaAs/InGaAs/InGaAs/GaAs/GalnP/AlGaAs/AlGaAs/AlInP 中任意一种。为了解决上述问题，本专利技术还提供一种如上述的多结叠层电池的制备方法，包括步骤 1)提供一第一衬底、一第二衬底；2)在所述第一衬底生长InGaN基电池膜层，在第二衬底上生长III-V族多结电池膜层； 3)从InGaN基电池膜层上剥离第一衬底，剩下InGaN基电池膜层；4)将InGaN基电池膜层的任意裸露表面键合至III-V族多结电池膜层的裸露表面。所述的多结叠层电池的制备方法，进一步包括步骤 5)图形化所述InGaN基电池膜层与III-V族多结电池膜层，使得上述两膜层均形成双层台面结构； 6)在所述InGaN基电池膜层与III-V族多结电池膜层中每层台面结构裸露表面均设置一电极。所述步骤4)中键合的方式包括采用共熔、过渡层、高温处理以及静电键合中任意一种。所述过渡层的材料为铝、钛、硅化钼中任意一种或多种。本专利技术提供，优点在于 I.本专利技术中InGaN顶电池带隙宽度为2. 4e疒2. 7eV，能与太阳光谱匹配的更好，实现超高效率。2. InGaN顶电池和常规III-V族电池可以在不同衬底上、不同腔室和不同生长条件下生长，生长过程方便可控，更有利于提升InGaN顶电池的材料质量。3.采用键合技术有效避免了因晶格失配和热失配造成的龟裂和脱落，增加了成品率。4.采用多端电极分别输出InGaN电池和常规III-V多结电池，可避免电流不匹配的问题，有利于多结电池效率的提升。附图说明图I是本专利技术提供的在第一衬底上生长的InGaN基电池膜层的结构 图2是本专利技术提供的在第二衬底上生长的III-V族多结电池膜层的结构 图3是本专利技术提供的多结叠层电池的结构 图4是本专利技术提供的带电极的多结叠层电池的结构图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术提供的的具体实施方式做详细说明。第一具体实施例 图I所示为所述的在第一衬底上生长的InGaN基电池膜层的结构图。图2所示为所述的在第二衬底上生长的III-V族多结电池膜层的结构图。图3所示为所述的多结叠层电池的结构图。参照图3，本具体实施例提供一种多结叠层电池，包括一第二衬底201、一 InGaN基电池膜层102与一 III-V族多结电池膜层202，所述InGaN基电池膜层102与III-V族多结电池膜层202之间通过键合方式以连接，所述第二衬底201置于所述III-V族多结电池膜层202的裸露表面。本实施例中的键合方式采用生长过渡层的方式实现InGaN基电池膜层102与III-V族多结电池膜层202之间的连接，故在InGaN基电池膜层102与III-V族多结电池膜层202之间还包括一层键合层301。所述键合层301的材料为Al、钛(Ti, titanium)、娃化钼(PtSi, Platinum Silicon)及其他类似材料。作为可选实施方式，键合方式还可采用采用共熔、高温处理以及静电键合中任意一种。图4所示为所述的带电极的多结叠层电池的结构图。参照图4，InGaN基电池膜层102与III-V族多结电池膜层202均采用双层台面结构，且所述InGaN基电池膜层102与III-V族多结电池膜层202中每层台面结构裸露表面均设置一电极。其中，双层台面结构为，以InGaN基电池膜层102为例，所述InGaN基电池膜层102具有两层台面，即具有两个具有高度差的裸露表面。其中，电极302和电极303用于InGaN基电池膜层102的电流输出，电极304和电极305用于III-V族多结电池膜层202的电流输出。InGaN基电池膜层102与III-V族多结电池膜层202的电流分别独立输出，避免了因为电流不匹配造成的效率降低。与传统电池相比，本具体实施例集成了高能端应用的InGaN基电池，使与常规III-V电池键合后的多结叠层电池结构跟太阳光谱匹配得更好，从而提升电池的转换效率。所述III-V族多结电池膜层202为采用包含III族和V族元素的多结电池膜层，可选 Ge/Ge/GaAs/GaAs/GaAs/GaAs/GaAs/GaInP/GaInP/GalnP/AlInP、InGaAs/InGaAs/1 GaInP/InGaAs/GaAs/GaAs/GaInP/AlGaAs/GaInP/GaInP/AlInP 与 Ge/Ge/GaAs/GaAs/InGaAs/InGaAs/GaAs/GalnP/AlGaAs/AlGaAs/Al InP 中任意一种。作为可选的实施方式，所述III-V族多结电池膜层202可以为p-Ge/n-Ge/n+-GaAs/p+_GaAs/p-GaAs/n_GaAs/n+_GaAs/p+-GaInP/p_GaInP/n-GalnP, p-InGaAs/ n-InGaAs/n+-GaInP/P+-InGaAs/p-GaAs/n-GaAs/n+-GaInP/P+-AlGaAs/p-GalnP/n-GalnP/AlInP, p-Ge/n_Ge/n本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多结叠层电池，包括一衬底、一InGaN基电池膜层与一III？V族多结电池膜层，所述衬底置于所述III？V族多结电池膜层的裸露表面，其特征在于，所述InGaN基电池膜层与III？V族多结电池膜层之间通过键合方式连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑新和，张东炎，李雪飞，吴渊渊，陆书龙，杨辉，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。