本發(fā)明涉及一種太陽能電池，具體涉及一種硅類雙結(jié)疊層太陽能電池，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

晶體硅太陽能電池因低廉的成本，成熟的制造工藝，未來一二十年仍是太陽能電池的主流產(chǎn)品。由于帶隙原因，晶硅太陽電池只能吸收波長小于1.1μm太陽光，大部分長波長的光都會被浪費掉。

晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率仍然較低，要提高晶硅太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率，就必須設(shè)法提升電池對光的吸收，傳統(tǒng)電池工藝主要基于減少少數(shù)載流子在電池內(nèi)和電池界面的復(fù)合，主要是通過提升短路電流來提升電池的光電轉(zhuǎn)換效率，而硅類雙結(jié)疊層的太陽能電池可通過提升開路電壓來提升電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種硅類雙結(jié)疊層太陽能電池，可大大提升硅類太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種硅類雙結(jié)疊層太陽能電池，包括單晶硅p型電池、鍵合層和ge子電池，所述ge子電池通過鍵合層鍵合在單晶硅p型電池的背面；

采用ge襯底作為支撐基底，通過mocvd或mbe生長與ge晶格匹配的所述ge子電池，鍵合到單晶硅p型電池背面上，即得硅類雙結(jié)疊層太陽能電池。

作為改進，所述單晶硅p型電池包括上電極、鈍化膜、第二n+層、第二p型層；

所述上電極設(shè)置在鈍化膜上，鈍化膜設(shè)置在第二n+層上，所述第二n+層設(shè)置在第二p型層上，第二p型層位于所述鍵合層正面。

作為改進，所述ge子電池包括下電極、第一p型層、第一n+層、gainp層、gainas層和隧道結(jié)；

采用ge襯底作為支撐基底，在ge襯底上依次生長10-50nmgainp層、作為緩沖層的300-500nm厚gainas層、及10-30nm的隧道結(jié)。

作為改進，所述gainp層摻雜類型為n型，摻雜濃度為1e18cm^-3-3e18cm^-3；

所述gainas層摻雜類型為n型，摻雜濃度為3e18cm^-3-5e18cm^-3。

作為改進，所述鍵合層采用點陣au/au鍵合。

進一步的改進，所述鍵合層上開有若干圓形或方形空隙，所述空隙內(nèi)填充有eva。

作為改進，所述隧道結(jié)采用寬帶隙材料，帶隙選擇范圍為1.45-2.0ev，選用材料為gainp或algaas；n型摻雜為si/te共摻，濃度為2e19cm^-3-5e19cm^-3，p型摻雜采用c摻雜，濃度為1e20cm^-3-3e20cm^-3。

作為改進，所述下電極采用au/ge/ni材料。

作為改進，采用175μmge-p型襯底作為支撐基底。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1)本發(fā)明將ge子電池鍵合到單晶硅p型電池背面，si子電池吸收波長范圍為小于1100nm的光，ge子電池吸收小于1850nm的光，兩者配合實現(xiàn)太陽光譜的充分利用。

2)單晶硅p型電池和ge子電池通過隧道結(jié)串聯(lián)在一起(如果沒有隧道結(jié)子電池之間會形成反型層)，通過點陣鍵合層將子電池鍵合在一起(點陣鍵合主要因為金金鍵合不透光，影響硅子電池光的吸收)，有效實現(xiàn)了硅類雙結(jié)疊層的太陽能電池。

3)常規(guī)晶硅電池因硅的帶隙決定，開路電壓不能大幅度提升，吸收的光譜只能小于1.1μm，這兩項因素決定了常規(guī)晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率難以大幅度提升，本發(fā)明提供的硅類雙結(jié)疊層的太陽能電池，實現(xiàn)了太陽光的分段吸收，可以有效提升硅類雙結(jié)疊層的太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中一種鍵合層圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中另一種鍵合層圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明ge子電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、下電極，2、第一p型層，3、第一n+層，4、gainp層，5、gainas層，6、隧道結(jié)，7、eva，8、鍵合層，9、第二p型層，10、第二n+層，11、鈍化膜，12、上電極。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖中及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同，本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

如圖1、圖4所示，一種硅類雙結(jié)疊層太陽能電池，包括單晶硅p型電池、鍵合層8和ge子電池，所述ge子電池通過鍵合層8鍵合在單晶硅p型電池的背面；

采用ge襯底作為支撐基底，通過mocvd或mbe技術(shù)生長與ge晶格匹配的所述ge子電池，優(yōu)選采用mocvd技術(shù)生長，鍵合到單晶硅p型電池背面上，即得硅類雙結(jié)疊層太陽能電池?？紤]到光譜劃分問題，ge子電池，一般選取的厚度為175μm或者145μm，優(yōu)選為175μm。

作為實施例的改進，所述單晶硅p型電池包括上電極12、鈍化膜11、第二n+層10、第二p型層9；

所述上電極12設(shè)置在鈍化膜11上，鈍化膜11設(shè)置在第二n+層10上，所述第二n+層10設(shè)置在第二p型層9上，第二p型層9位于所述鍵合層8正面。

作為實施例的改進，所述ge子電池包括下電極1、第一p型層2、第一n+層3、gainp層4、gainas層5和隧道結(jié)6，下電極1一般選取au/ge/ni材料；

采用ge-p型襯底作為支撐基底，優(yōu)選為175μmge-p型襯底，由于ge-p型襯底生長閃鋅礦材料存在反向疇問題(ge是金剛石結(jié)構(gòu)，gaas和gainp為閃鋅礦結(jié)構(gòu))且ph3擴散易形成淺結(jié)，即第一n+層3，故成核層選取gainp材料(即10-50nm厚的gainp層4)；gainas層5作為緩沖層的，厚度為300-500nm，為后續(xù)材料生長提供良好的界面，過濾位錯；及10-30nm厚的gaas/gaas隧道結(jié)6。

作為實施例的改進，所述gainp層4摻雜類型為n型，摻雜濃度為1e18cm^-3-3e18cm^-3；

所述gainas層5摻雜類型為n型，摻雜濃度為3e18cm^-3-5e18cm^-3。

作為實施例的改進，所述鍵合層8采用點陣au/au鍵合。進一步的，如圖2、圖3所示，所述鍵合層8上開有若干圓形或方形空隙，所述空隙內(nèi)填充有eva7。所述鍵合層8可以有很多選擇組合，au/au鍵合是最優(yōu)的鍵合方式。鍵合層8需解決兩個問題：薄膜電池的p型歐姆接觸問題和單晶硅電池的p型歐姆接觸問題，良好的導(dǎo)電能力；還要保證良好的透光性。au具有良好的電學(xué)特性，但是不透光，這里鍵合層8需要特殊處理，使其光傳遞下來，供ge子電池吸收，考慮到粘合的穩(wěn)定性，鍵合層間隙之間加入eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)材料，保證薄膜的穩(wěn)定性。

作為實施例的改進，所述隧道結(jié)6采用寬帶隙材料，帶隙選擇范圍為1.45-2.0ev，選用材料為gainp或algaas；n型摻雜為si/te共摻，濃度為2e19cm^-3-5e19cm^-3，p型摻雜采用c摻雜，濃度為1e20cm^-3-3e20cm^-3。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。