雙結(jié)電池制做工藝和特性測(cè)量的介紹

　　高效率、抗輻照、高穩(wěn)定性和重量輕是對(duì)空間用太陽電池的基本要求，因此提高電池的功率／重量比是當(dāng)前空間能源太陽電池的發(fā)展趨勢(shì)，提高太陽電池的效率和減輕其重量。小衛(wèi)星技術(shù)對(duì)太陽電池重量要求尤為苛刻。太陽電池一般采用表面貼裝方式而不采用展開式太陽電池帆板，而小衛(wèi)星的外表面積十分有限，還要考慮安裝其他有效載荷（如天線等），星上負(fù)載要求的相對(duì)電源容量也大，這就要求太陽電池有更高的轉(zhuǎn)換效率。自上世紀(jì)90年代，人們根據(jù)太陽光譜的特點(diǎn)研制出比GaAs單結(jié)太陽電池更為優(yōu)越的InGaP／ GaAs雙結(jié)串接太陽電池¨q J，使太陽電池的效率有了明顯提高。與GaAs單結(jié)太陽電池相比，In— GaP／GaAs雙結(jié)太陽電池將轉(zhuǎn)換效率提高了3— 5％，最高地面效率可超過30％（1AMl．5）口。。此外美、日等國已開始進(jìn)行三結(jié)乃至四結(jié)太陽電池的研制。1999年已有三結(jié)（GaInP／GaAs／Ge）電池空間效率達(dá)到26．7％（1AM0）的報(bào)導(dǎo)H o，2000年7 月又報(bào)導(dǎo)了空間效率達(dá)到29％（1AM0）的記錄。采用Ge襯底具有成本更低，機(jī)械性能更佳等特點(diǎn)，該種電池近年已投人生產(chǎn)，并開始在衛(wèi)星上推廣應(yīng)用”柚J。在高應(yīng)變等材料體系上也已開展了研究¨J。美、日等國期望2005年至2010年研制出實(shí)用化的新型三結(jié)或四結(jié)太陽電池，效率達(dá)到30％ （AMO）以上，設(shè)想的三結(jié)電池的結(jié)構(gòu)可為InGaP ／GaAs／Ge，而四結(jié)電池的結(jié)構(gòu)可為InGaP／GaAs／收稿日期：2003_014-23 InGaNAs／Ge等。本文報(bào)道我們?cè)O(shè)計(jì)和研制的In— GaP／GaAs雙結(jié)電池的初步結(jié)果。 1雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化串接雙結(jié)電池中采用禁帶寬度較大且與GaAs 晶格匹配的三元InGaP材料作為頂電池，GaAs材料作為底電池。太陽輻射的光譜分布如圖1所示。 InGaP的禁帶寬度約為1．9eV，可以吸收太陽光中波長小于650nm部分的能量，GaAs的禁帶寬度為 1．43eV，吸收太陽光的長波限約為870nm。