研究目的
研究通过结合可调带隙的厚p-AlGaAs基区和薄n-InGaP发射极,利用固态源分子束外延(MBE)生长的AlGaAs基异质结太阳能电池的效率提升。
研究成果
厚p-Al0.25Ga0.75As基区层与薄n-InGaP发射区层的组合设计,既能提升载流子迁移率,又可降低DX中心的影响。这种异质结结构在1.73电子伏特带隙下实现了经认证的18.7%转换效率,特别适合硅基叠层器件应用。通过进一步优化生长工艺、采用双层减反射膜及背面镜面结构,还可获得更高转换效率。
研究不足
该研究受限于n-AlGaAs和p-InGaP的材料质量,这影响了太阳能电池的效率。分子束外延(MBE)的生长温度低于金属有机气相外延(MOVPE),导致更多缺陷态和深能级中心。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦于通过分子束外延(MBE)技术生长基于AlGaAs的异质结太阳能电池,探究InGaP和AlGaAs的材料质量。方法包括将具有可调带隙的厚p型AlGaAs基区与薄n型InGaP发射区相结合,两者之间由薄本征AlGaAs层分隔。
2:样品选择与数据来源:
样品为通过MBE技术生长的基于AlGaAs的异质结太阳能电池。数据来源包括经认证的太阳能电池转换效率测量值和材料质量评估。
3:实验设备与材料清单:
外延生长采用配备砷和磷阀门裂解室的RIBER紧凑型21固态源MBE设备。使用标准p型GaAs(100)衬底。
4:实验步骤与操作流程:
生长速率约为GaAs和Al0.51GaAs为1 μm/h,其他层为0.5 μm/h。典型生长条件为砷基层的束流等效压力(BEP)为1 × 10?5托,V/III比为20,温度为550°C;磷基层的V/III比为8,温度为500°C。
5:51GaAs为1 μm/h,其他层为5 μm/h。典型生长条件为砷基层的束流等效压力(BEP)为1 × 10?5托,V/III比为20,温度为550°C;磷基层的V/III比为8,温度为500°C。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过AM1.5G光照下的I-V特性、外部量子效率(EQE)测量和光致发光光谱分析太阳能电池性能。
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