三结GaInP/GaAs/Ge量子阱太阳能电池的制备方法及相关基础研究

进一步提高空间用三结GaInP/GaAs/Ge 太阳能电池转换效率的困难之处在于三个子电池的光生电流难以做到匹配，中间GaAs电池的光生电流小于顶电池与底电池的电流。这是由于GaAs材料的禁带宽度限制了中间电池所能吸收的太阳光的光子数量。而要制备具有合适的禁带宽度同时满足晶格常数要求的半导体材料非常困难。本课题将采用引入量子阱结构到中间GaAs电池的方式，利用量子阱带隙可调同时又能通过内部应变来保持晶格匹配的特点，扩展中间电池的吸收光谱，改善三结电池的电流匹配。通过研究量子阱结构在三结太阳能电池中的作用机理，尤其是对光谱响应、开路电压的影响，建立三结GaInP/GaAs/Ge量子阱太阳能电池的设计方法，探索三结量子阱太阳能电池的制备工艺，为研制更高转换效率的空间太阳能电池奠定坚实基础。