高效半导体直接键合四结(五结)太阳电池技术
项目概况
- 成果名称：高效半导体直接键合四结(五结)太阳电池技术 相关技 术主要包括： 1）多结太阳电池设计软件；2）器件结构自主设计 方法；3）GaAs 基高开路电压双结反向生长参数；4)高于 2.0eV 超 宽带隙隧穿结结构及生长参数；5）2.1eV-1.7eV 宽中带隙电池结 构及生长参数；6）InP 基 0.7eV-1.0eV 高开路电压子电池结构及 生长参数；7）高稳定 1.0eV 隧穿结结构及生长参数；8）表面活化 处理参数；9）大面积均匀可重复直接键合参数；10）300-1700nm 宽光谱减反射膜材料与制备参数等关键技术 研究情况：我们 2007 年在世界上首次提出将反向生长与半导体直接键合技术应用于高 效四结太阳电池制备中，先后突破了多项关键技术，制备了高效直 接键合 4 结(5 结)太阳电池，实现了整条流程的自主可控，获得了 完整的知识产权。 2010 年，制备了国内第一个半导体直接键合三 结太阳电池样品，2013 年，半导体直接键合集成 4 结太阳电池效 率达到 34.2per，达到美国光谱实验室样品水平， 2016 年五结太 阳电池效率到 31.8per，2017 年发现了键合工艺环境参数对键合质 量的影响规律，实现了大面积可重复均匀键合， 2018 年在国产 n 型 InP 衬底上制备的 1.02eVInGaAsP 子电池与 0.75eVInGaAs 子电 池开路电压分别 695mV 与 380mV，接近美国光谱实验室预测上限， 采用具有自主知识产权结构的 1.0eV-0.7eV 双结电池开路电压达 到 1.0V，达到世界最高水平，2019 年实现 34-35per 太阳电池的小 批量生产。 应用领域：空间飞行器、地面光伏电站、激光无线能 源传输、近红外高性能探测器 产业前景：目前 90per 的空间飞行 器都以多结太阳电池做为主电源，地面光伏电站与激光无线能源传输都依赖于高性能太阳电池，近红外高性能探测器依赖于 InP 基高 性能光电材料制备，这些器件都具有比较广阔的应用空间
团队介绍
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