用于III-V多结太阳电池的减薄锗衬底的理论与实验评估
应用物理
2020-06-29 v1
摘要
在 Ge 衬底上制造的太阳电池存在固有的缺陷，阻碍或限制了其潜力。其中最有害的包括重量大、高体复合、缺乏光子限制以及热吸收增加。本文提出使用减薄 Ge 衬底作为上述挑战的可能解决方案。通过仿真评估了标准 GaInP/Ga(In)As/Ge 三结太阳电池中减薄 Ge 子电池的潜力，指出最佳厚度约为 5–10 {\mu}m。这将使重量减少 90% 以上，而 Ge 子电池可用电流仅下降 5%。此外，1600 nm 以上波长的热吸收将减少 85% 以上。此类器件的性能受 p-n 结前后表面复合的强烈影响。仿真强调，良好的背面钝化对于避免因衬底减薄而损失发电量是必需的。相反，研究发现前表面复合对减薄与厚太阳电池的发电降低程度相似。因此，衬底减薄的好处不受前表面复合的限制。最后，展示了通过湿法刻蚀工艺减薄至 85 {\mu}m 的 Ge 单结太阳电池。所制最薄太阳电池在电流生成（小于 6%）和生成电压（4%）方面测得的有限损耗支持了减薄工艺的可行性。
引用
@article{arxiv.2006.15114,
title = {Theoretical and Experimental Assessment of Thinned Germanium Substrates for III-V Multijunction Solar Cells},
author = {Iván Lombardero and Mario Ochoa and Naoya Miyashita and Yoshitaka Okada and Carlos Algora},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.15114},
year = {2020}
}