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空间用GaInP/GaAs/In0.3Ga0.7 As(1 eV)倒装三结太阳电池研制

张永 单智发 蔡建九 吴洪清 李俊承 陈凯轩 林志伟 王向武

空间用GaInP/GaAs/In0.3Ga0.7 As(1 eV)倒装三结太阳电池研制

张永, 单智发, 蔡建九, 吴洪清, 李俊承, 陈凯轩, 林志伟, 王向武
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  • 采用阶变缓冲层技术 (step-graded) 外延生长了具有更优带隙组合的倒装GaInP/GaAs/In0.3Ga0.7As(1.0 eV) 三结太阳电池材料, TEM和HRXRD测试表明晶格失配度为2%的In0.3Ga0.7As 底电池具有较低的穿透位错密度和较高的晶体质量, 达到太阳电池的制备要求. 通过键合、剥离等工艺制备了太阳电池芯片. 面积为 10.922 cm2 的太阳电池芯片在空间光谱条件下转换效率达到32.64% (AM0, 25 ℃), 比传统晶格匹配的 GaInP/GaAs/Ge(0.67 eV) 三结太阳电池的转换效率提高3个百分点.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划 (批准号: 2011AA050512) 资助的课题.
    [1]

    Meusel M, Bensch W, Bergunde T, Kern R, Khorenko V, Köstler W, LaRoche G, Torunski T, Zimmermann W, Strobl G 2007 Proceedings of the 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference Milan, Italy, September 3-7 2007 p16

    [2]

    Chen M B, Cui R Q, Wang L X, Zhang Z W, Lu J F, Chi W Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 3632 (in Chinese) [陈鸣波, 崔容强, 王亮兴, 张忠卫, 陆剑峰, 池卫英 2004 物理学报 53 3632]

    [3]

    Stan M, Aiken D, Cho B, Cornfeld A, Diaz J, Ley V, Korostyshevsky A, Patel P, Sharps P, Varghese T 2008 J. Cryst. Growth 310 5204

    [4]

    King R R, Fetzer C M, Law D C, Edmondson K M, Yoon H, Kinsey G S, Krut D D, Ermer J H, Hebert P, Cavicchi B T 2006 Photovoltaic Energy Conversion Conference Record of the 2006 IEEE 4th World Conference: IEEE Waikoloa, USA, May 7-12, 2006 p1757

    [5]

    Shan W, Walukiewicz W, Ager I J, Haller E, Geisz J, Friedman D, Olson J, Kurtz S R 1999 Phys. Rev. Lett. 82 1221

    [6]

    Ptak A, Kurtz S, Johnston S, Friedman D, Geisz J, Olson J, McMahon W, Kibbler A, Kramer C, Young M 2003 National Center for Photovoltaics and Solar Program Review Meeting Denver, USA, March 24-26, 2003 p24

    [7]

    Geisz J, Kurtz S, Wanlass M, Ward J, Duda A, Friedman D, Olson J, McMahon W, Moriarty T, Kiehl J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 023502

    [8]

    Cornfeld A B, Stan M, Varghese T, Diaz J, Ley A V, Cho B, Korostyshevsky A, Aiken D J, Sharps PR 2008 Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 33rd IEEE San Diego, USA, May 11-16, 2008 p1

    [9]

    Zhang Y Q, Cai J J, Zhang S X, Zhang Y, Lin Z Y, Wang X w, Chen K J 2012 Research & Progress of SSE 30 469 (in Chinese) [张银桥, 蔡建九, 张双翔, 张永, 林志园, 王向武, 陈开建 2010 固体电子学研究与进展 30 469]

    [10]

    Chang K H, Gilbala R, Srolovitz D J, Bhattacharya P K, Mansfield J F 1990 J. Appl. Phys. 67 4093

    [11]

    Yoon H, Haddad M, Mesropian S, Yen J, Edmondson K, Law D, King R R, Bhusari D, Boca A, Karam N H 2008 Photovoltaic Specialists Conference(PVSC), 33rd IEEE San Diego, USA, May 11-16, 2008 p1

    [12]

    King R R, Sherif R A, Kinsey G S, Kurtz S, Fetzer C, Edmondson K, Law D, Cotal H, Krut D, Ermer J, Karam N H 2005 International Conference on solar concentrators for the Generationof Electricity or Hydrogen Arizona, USA, May 1-5, 2005 p30

  • [1]

    Meusel M, Bensch W, Bergunde T, Kern R, Khorenko V, Köstler W, LaRoche G, Torunski T, Zimmermann W, Strobl G 2007 Proceedings of the 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference Milan, Italy, September 3-7 2007 p16

    [2]

    Chen M B, Cui R Q, Wang L X, Zhang Z W, Lu J F, Chi W Y 2004 Acta Phys. Sin. 53 3632 (in Chinese) [陈鸣波, 崔容强, 王亮兴, 张忠卫, 陆剑峰, 池卫英 2004 物理学报 53 3632]

    [3]

    Stan M, Aiken D, Cho B, Cornfeld A, Diaz J, Ley V, Korostyshevsky A, Patel P, Sharps P, Varghese T 2008 J. Cryst. Growth 310 5204

    [4]

    King R R, Fetzer C M, Law D C, Edmondson K M, Yoon H, Kinsey G S, Krut D D, Ermer J H, Hebert P, Cavicchi B T 2006 Photovoltaic Energy Conversion Conference Record of the 2006 IEEE 4th World Conference: IEEE Waikoloa, USA, May 7-12, 2006 p1757

    [5]

    Shan W, Walukiewicz W, Ager I J, Haller E, Geisz J, Friedman D, Olson J, Kurtz S R 1999 Phys. Rev. Lett. 82 1221

    [6]

    Ptak A, Kurtz S, Johnston S, Friedman D, Geisz J, Olson J, McMahon W, Kibbler A, Kramer C, Young M 2003 National Center for Photovoltaics and Solar Program Review Meeting Denver, USA, March 24-26, 2003 p24

    [7]

    Geisz J, Kurtz S, Wanlass M, Ward J, Duda A, Friedman D, Olson J, McMahon W, Moriarty T, Kiehl J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 023502

    [8]

    Cornfeld A B, Stan M, Varghese T, Diaz J, Ley A V, Cho B, Korostyshevsky A, Aiken D J, Sharps PR 2008 Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 33rd IEEE San Diego, USA, May 11-16, 2008 p1

    [9]

    Zhang Y Q, Cai J J, Zhang S X, Zhang Y, Lin Z Y, Wang X w, Chen K J 2012 Research & Progress of SSE 30 469 (in Chinese) [张银桥, 蔡建九, 张双翔, 张永, 林志园, 王向武, 陈开建 2010 固体电子学研究与进展 30 469]

    [10]

    Chang K H, Gilbala R, Srolovitz D J, Bhattacharya P K, Mansfield J F 1990 J. Appl. Phys. 67 4093

    [11]

    Yoon H, Haddad M, Mesropian S, Yen J, Edmondson K, Law D, King R R, Bhusari D, Boca A, Karam N H 2008 Photovoltaic Specialists Conference(PVSC), 33rd IEEE San Diego, USA, May 11-16, 2008 p1

    [12]

    King R R, Sherif R A, Kinsey G S, Kurtz S, Fetzer C, Edmondson K, Law D, Cotal H, Krut D, Ermer J, Karam N H 2005 International Conference on solar concentrators for the Generationof Electricity or Hydrogen Arizona, USA, May 1-5, 2005 p30

  • [1] 马大燕, 陈诺夫, 付蕊, 刘虎, 白一鸣, 弭辙, 陈吉堃. 晶格失配对GaInP/InxGa1-xAs/InyGa1-yAs倒装三结太阳电池性能影响的分析. 物理学报, 2017, 66(4): 048801. doi: 10.7498/aps.66.048801
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    [17] 黄阳, 戴松元, 陈双宏, 胡林华, 孔凡太, 寇东星, 姜年权. 大面积染料敏化太阳电池的串联阻抗特性研究. 物理学报, 2010, 59(1): 643-648. doi: 10.7498/aps.59.643
    [18] 陈双宏, 翁坚, 王利军, 张昌能, 黄阳, 姜年权, 戴松元. 负偏压作用下染料敏化太阳电池界面及光电性能研究. 物理学报, 2011, 60(12): 128404. doi: 10.7498/aps.60.128404
    [19] 於黄忠, 周晓明, 邓俊裕. 热处理对不同溶剂制备的共混体系太阳电池性能影响. 物理学报, 2011, 60(7): 077206. doi: 10.7498/aps.60.077206
    [20] 方昕, 沈文忠. 多晶硅中的氧碳行为及其对太阳电池转换效率的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 088801. doi: 10.7498/aps.60.088801
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-29
  • 修回日期:  2013-04-02
  • 刊出日期:  2013-08-05

空间用GaInP/GaAs/In0.3Ga0.7 As(1 eV)倒装三结太阳电池研制

  • 1. 厦门乾照光电股份有限公司, 厦门 361101
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划 (批准号: 2011AA050512) 资助的课题.

摘要: 采用阶变缓冲层技术 (step-graded) 外延生长了具有更优带隙组合的倒装GaInP/GaAs/In0.3Ga0.7As(1.0 eV) 三结太阳电池材料, TEM和HRXRD测试表明晶格失配度为2%的In0.3Ga0.7As 底电池具有较低的穿透位错密度和较高的晶体质量, 达到太阳电池的制备要求. 通过键合、剥离等工艺制备了太阳电池芯片. 面积为 10.922 cm2 的太阳电池芯片在空间光谱条件下转换效率达到32.64% (AM0, 25 ℃), 比传统晶格匹配的 GaInP/GaAs/Ge(0.67 eV) 三结太阳电池的转换效率提高3个百分点.

English Abstract

参考文献 (12)

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