阅读说明：本技术 太阳能电池与其制作方法 (Solar cell and manufacturing method thereof ) 是由 张新勇 于 2018-06-26 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种太阳能电池与其制作方法。该太阳能电池包括衬底和依次叠置设置在衬底表面上的多个电池单元,各电池单元包括依次叠置设置的背场层、基层与发射层,各电池单元中的基层不同,其中,背场层的掺杂类型与基层的掺杂类型相同,基层与发射层形成PN结,至少一个基层为包括多个叠置且相同的周期结构的超晶格结构层；各周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层,第一子结构层的掺杂类型和第二子结构层中的掺杂类型相同,且第一子结构层的掺杂浓度大于第二子结构层中的掺杂浓度；或者,第一子结构层为掺杂层,第二子结构层为本征层。该太阳能电池的光电转换效率较高。(The application provides a solar cell and a manufacturing method thereof. The solar cell comprises a substrate and a plurality of cell units which are sequentially stacked on the surface of the substrate, wherein each cell unit comprises a back field layer, a base layer and an emitting layer which are sequentially stacked, the base layers in each cell unit are different, the doping type of the back field layer is the same as that of the base layer, the base layer and the emitting layer form a PN junction, and at least one base layer is a superlattice structure layer which comprises a plurality of stacked and same periodic structures; each periodic structure comprises a first sub-structure layer and a second sub-structure layer which are arranged in an overlapping mode, the doping type of the first sub-structure layer is the same as that of the second sub-structure layer, and the doping concentration of the first sub-structure layer is larger than that of the second sub-structure layer; or the first sub-structure layer is a doped layer, and the second sub-structure layer is an intrinsic layer. The solar cell has high photoelectric conversion efficiency.)

太阳能电池与其制作方法

技术领域

本申请涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种太阳能电池与其制作方法。

背景技术

随着节能减排运动的兴起，太阳能电池的应用越来越广泛。基于质量小、体积小、可弯曲以及制作工艺简单这些特点，太阳能电池作也被越来越广泛地应用。

目前，单结的太阳能电池主要包括衬底、基层以及发射层，其中，基层中的少子的寿命对电池效率有很大的影响，一般地，基层需要进行一定的掺杂使其成为N型或者P型结构层，但是，由于掺杂源与晶体本身原子大小的区别，在基层掺杂的过程中会引入大量的缺陷，这样会大大降低基层中少子的寿命，从而限制了太阳能电池的转换效率。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种太阳能电池与其制作方法，以解决现有技术中的太阳能电池转换效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括衬底和依次叠置设置在上述衬底表面上的多个电池单元，各上述电池单元包括依次叠置设置的背场层、基层与发射层，各上述电池单元中的基层不同，其中，上述背场层的掺杂类型与上述基层的掺杂类型相同，上述基层与上述发射层形成PN结，至少一个上述基层为包括多个叠置且相同的周期结构的超晶格结构层；各上述周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层，上述第一子结构层的掺杂类型和上述第二子结构层中的掺杂类型相同，且上述第一子结构层的掺杂浓度大于上述第二子结构层中的掺杂浓度；或者，上述第一子结构层为掺杂层，上述第二子结构层为本征层。

进一步地，上述第一子结构层的掺杂浓度在1e18～1e22/cm³之间，上述第二子结构层中的掺杂浓度在0～1e18/cm³之间。

进一步地，上述基层的厚度在500～5000nm之间。

进一步地，上述第一子结构层有2～200个，上述第一子结构层和第二子结构层的个数相同。

进一步地，上述第一子结构层和/或上述第二子结构层的厚度在2.5-250nm之间。

进一步地，上述太阳能电池为III/V太阳能电池，上述第一子结构层的材料和上述第二子结构层的材料相同且选自GaAs、InP、GaN和In_AGa_1-AP中的一种，其中，0.4≤A≤0.6。

进一步地，相邻的两个上述电池单元之间设置有隧道结层。

进一步地，上述隧道结层包括沿远离上述衬底的方向依次叠置设置的第一子隧道结层和第二子隧道结层，与上述隧道结层相邻的两个上述电池单元分别为第一电池单元和第二电池单元，上述第一电池单元与上述衬底的距离小于上述第二电池单元与上述衬底的距离，上述第一子隧道结层的掺杂类型与和上述第一电池单元中的上述基层的掺杂类型相反，上述第二子隧道结层的掺杂类型与上述第一子隧道结层的掺杂类型相反。

进一步地，上述第一子隧道结层的掺杂浓度和/或上述第二子隧道结层的掺杂浓度在1e19～1e22/cm³之间；优选地上述第一子隧道结层的厚度和/或上述第二子隧道结层的厚度在10～200nm之间；进一步优选上述第一子隧道结层的材料和上述第二子隧道结层的材料独立地选自GaAs和/或Al_DGa_1-DAs，其中，0≤D≤0.5。

进一步地，上述背场层的厚度在30～200nm之间；进一步优选上述背场层的材料包括Al_XGa_1-XAs和/或(Al_YGa_1-Y)_ZIn_1-ZP，其中，0≤X≤0.5，0≤Y≤0.5，0.4≤Z≤0.6。

进一步地，上述太阳能电池还包括：窗口层，设置在上述发射层的远离上述基层的表面上，上述窗口层的掺杂类型与上述发射层的掺杂类型相同；接触层，设置在上述窗口层的远离上述发射层的表面上，上述接触层的掺杂类型与上述发射层的掺杂类型相同。

进一步地，上述窗口层的材料包括Al_MGa_1-MAs和/或(Al_NGa_1-N)_QIn_1-QP，其中，0≤M≤0.5，0≤N≤0.5，0.4≤Q≤0.6；优选地，上述窗口层的厚度在30～200nm之间；进一步优选上述接触层的掺杂浓度在1e18～1e22/cm³之间；更进一步优选上述接触层的厚度在30～200nm之间。

进一步地，上述发射层的掺杂浓度在1e16～1e22/cm³之间，优选上述发射层的厚度在100-1000nm之间。

进一步地，上述太阳能电池包括两个上述电池单元。

根据本申请的另一方面，提供了一种太阳能电池的制作方法，该制作方法包括：提供衬底；在上述衬底的表面上依次设置多个电池单元，各上述电池单元的设置过程包括：在上述衬底的表面上设置背场层；在上述背场层的远离上述衬底的表面上叠置设置多个相同的周期结构，形成基层，各上述周期结构包括第一子结构层和第二子结构层，上述基层为超晶格结构层，上述第一子结构层的掺杂类型和上述第二子结构层中的掺杂类型相同，且上述第一子结构层的掺杂浓度大于上述第二子结构层中的掺杂浓度，上述基层的掺杂类型与上述背场层的掺杂类型相同；在上述基层的远离上述衬底的表面上设置发射层，上述发射层与上述基层形成PN结。

进一步地，相邻的两个上述电池单元分别为第一电池单元和第二电池单元，上述第一电池单元与上述衬底的距离小于上述第二电池单元与上述衬底的距离，在上述第一电池单元设置之后，在上述第二电池单元设置之前，上述制作方法还包括：在上述第一电池单元的远离上述衬底的表面上设置隧道结层，上述第二电池单元设置在上述隧道结层的远离上述第一电池单元的表面上，优选地，上述隧道结层的设置过程包括：在上述第一电池单元的发射层的远离上述衬底的表面上设置第一子隧道结层，上述第一子隧道结层的掺杂类型与和上述第一电池单元中的上述基层的掺杂类型相反；在上述第一子隧道结层的远离上述衬底的表面上设置第二子隧道结层，上述第二子隧道结层的掺杂类型与上述第一子隧道结层的掺杂类型相反。

应用本申请的技术方案，上述的太阳能电池中，至少一个电池单元中的基层包括多个叠置设置且相同的周期结构，各周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层，即相邻的第一子结构层和第二子结构层形成一个周期结构，，且一个周期中的第一子结构层和第二子结构层中的掺杂浓度不同，这样使得基层中的掺杂浓度周期性变化，进而使得基层成为超晶格结构层，并且，这种掺杂浓度周期性变化的超晶格结构层可以减少掺杂引起的缺陷，限制了电子在垂直于超晶格方向的运动，减少了电子被缺陷俘获的几率，提高基层中的少子的寿命，从而使得电池的转换效率提高。

并且，该太阳能电池中包括多个电池单元，每个电池单元中的基层不同，这就使得各电池单元的禁带宽度不同，从而使得不同的电池单元可以吸收不同波段的太阳光，这样可以进一步提升太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请的一种实施例中的太阳能电池的结构示意图；

图2示出了本申请的另一种实施例中的太阳能电池的结构示意图；以及

图3示出了图2中的电池单元中的基层的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、衬底；20、电池单元；21、背场层；22、基层；221、第一子结构层；222、第二子结构层；23、发射层；24、窗口层；25、接触层；30、隧道结层；31、第一子隧道结层；32、第二子隧道结层；201、第一电池单元；202、第二电池单元。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的太阳能电池的光电转换效率较低，为了解决如上的问题，本申请提出了一种太阳能电池与其制作方法。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池，如图1和图2所示，该上述太阳能电池包括衬底10和依次叠置设置在上述衬底10表面上的多个电池单元20，各上述电池单元20包括依次叠置设置的背场层21、基层22与发射层23，各上述电池单元20中的基层22不同，其中，上述背场层21的掺杂类型与上述基层22的掺杂类型相同，上述基层22与上述发射层23形成PN结，如图3所示，至少一个上述基层22为包括多个叠置且相同的周期结构的超晶格结构层；各上述周期结构包括叠置设置的第一子结构层221和第二子结构层222，上述第一子结构层221的掺杂类型和上述第二子结构层222中的掺杂类型相同，且上述第一子结构层221的掺杂浓度大于上述第二子结构层222中的掺杂浓度；或者，上述第二子结构层为本征层，上述第一子结构层为掺杂层，即为掺杂有掺杂源的结构层。

上述的太阳能电池中，至少一个电池单元中的基层中包括多个叠置设置且相同的周期结构，各周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层，即相邻的第一子结构层和第二子结构层形成一个周期结构，且一个周期中的第一子结构层和第二子结构层中的掺杂浓度不同，这样使得基层中的掺杂浓度周期性变化，进而使得基层成为超晶格结构层，并且，这种掺杂浓度周期性变化的超晶格结构层可以减少掺杂引起的缺陷，限制了电子在垂直于超晶格方向的运动，减少了电子被缺陷俘获的几率，提高基层中的少子的寿命，从而使得电池的转换效率提高。并且，该太阳能电池中包括多个电池单元，每个电池单元中的基层不同，这就使得各电池单元的禁带宽度不同，从而使得不同的电池单元可以吸收不同波段的太阳光，这样可以进一步提升太阳能电池的光电转换效率。

需要说的是，已有技术中太阳能电池中使用的超晶格多为异质超晶格，或者包含量子点，且位置是在各功能层之间，起到晶格不匹配的缓冲作用和对功能层的保护等作用，但是，这些技术中均不是通过增大少子寿命而提高转换效率的；而本发明是通过使用调制掺杂超晶格结构直接作为太阳能电池的基层，达到增大少子寿命，提高转换效率的目的。

需要说明的是，上述的第一子结构层既可以为N型掺杂层，也可以为P型掺杂层。并且，第二子结构层可以是本征层，也可以是与第一子结构层的掺杂类型相同的结构层，只要第一子结构层的掺杂浓度大于第二子结构层的掺杂浓度即可。

并且，还需要说明的是，上述基层中的第一子结构层和第二子结构层的设置顺序并不固定，可以是第一子结构层与背场层接触设置，也可以是第二子结构层与背场层接触设置，即可以是衬底、背场层、第一子结构层、第二子结构层、第一子结构层、第二子结构层…，也可以是衬底、背场层、第二子结构层、第一子结构层、第二子结构层、第一子结构层…。

另外，上述的发射层与基层形成PN结，所以发射层的掺杂类型与第一子结构层的掺杂类型相反。

还需要说明的是，对于各电池单元的超晶格结构层来说，一个周期中的第一子结构层和第二子结构层的材料、掺杂浓度和厚度并不限于相同，但是，该层中的所有的周期都是相同的，即该超晶格结构层是一个周期的多次重复。

为了形成缺陷更少的超晶格结构层，进而提升太阳能电池的转换效率，本申请的一种实施例中，上述第一子结构层的掺杂浓度在1e18～1e22/cm³之间，即其掺杂浓度在1.0Х10¹⁸/cm³～1.0Х10²²/cm³，上述第二子结构层中的掺杂浓度在0～1e18/cm³之间，即上述第二子结构层中的掺杂浓度在0～1.0Х10¹⁸/cm³，其中，当上述第二子结构层中的掺杂浓度为0时，即表征第二子结构层为本征层，也就是未掺杂结构层。

需要说明的是，当第一子结构层的掺杂浓度为1.0Х10¹⁸/cm³时，第二子结构层的掺杂浓度必须小于1.0Х10¹⁸/cm³，也就是说，第一子结构层的掺杂浓度和第二子结构层的掺杂浓度不能同时为1.0Х10¹⁸/cm³。

本申请的另一种实施例中，上述基层的厚度在500～5000nm之间，这个厚度可以进一步减少基层中的缺陷，也可以进一步保证光吸收率较高，从而进一步提高太阳能电池的光电转换效率。

为了进一步保证形成缺陷较少的超晶格结构层，且同时保证该太阳能电池的成本较低，本申请的一种实施例中，上述第一子结构层有2～200个，上述第一子结构层和第二子结构层的个数相同。这就表明，第一子结构层和第二子结构层形成的周期有2～200个。

本申请中的第一子结构层和第二子结构层的材料可以是现有技术中的任何一种可行的半导体材料，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的半导体材料形成第一子结构层和第二子结构层，比如InP与GaN等等。

为了进一步提升太阳能电池的转换效率，本申请的一种实施例中，上述太阳能电池为III/V太阳能电池，即为三五族太阳能电池，就是指主要由三五族化合物形成的太阳能电池，上述第一子结构层和第二子结构层的材料相同且选自GaAs、InP、GaN和In_AGa_1-AP中的一种，其中，0.4≤A≤0.6。

当然，本申请中的太阳能电池并不限于三五族太阳能电池，还可以是其他类型的太阳能电池，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料形成合适种类的太阳能电池。

为了更好地连接不同的电池单元，避免相邻的电池单元之间的相互影响，进一步提升该太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，如图1和图2所示，相邻的两个上述电池单元20之间设置有隧道结层30。

需要说明的是，本申请中的太阳能电池中，并不是任意相邻两个电池单元之间都要设置隧道结层，有的相邻两个电池单元之间可以不设置隧道结层，通过其他技术相连接，比如金属键合技术；本领域技术人员可以根据实际情况选择在两个电池单元之间设置对应的连接层。

本申请的另一种实施例中，如图1和图2所示，上述隧道结层30包括沿远离上述衬底10的方向依次叠置设置的第一子隧道结层31和第二子隧道结层32，与上述隧道结层30相邻的两个上述电池单元20分别为第一电池单元201和第二电池单元202，上述第一电池单元201与上述衬底10的距离小于上述第二电池单元202与上述衬底10的距离，上述第一子隧道结层31的掺杂类型与和上述第一电池单元201中的上述基层22的掺杂类型相反，上述第二子隧道结层32的掺杂类型与上述第一子隧道结层31的掺杂类型相反。

为了更好地避免不同的电池单元之间的相互影响，从而进一步提升太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，上述第一子隧道结层31的掺杂浓度和/或上述第二子隧道结层32的掺杂浓度在1e19～1e22/cm³之间。

为了保证太阳能电池具有较低的成本且具有较高的光电转换效率，同时，保证该太阳能电池具有较小的体积和重量，本申请的一种实施例中，上述第一子隧道结层31的厚度和/或上述第二子隧道结层32的厚度在10～200nm之间。

为了进一步提升该太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，上述第一子隧道结层31的材料和上述第二子隧道结层32的材料独立地选自GaAs和/或Al_DGa_1-DAs，其中，0≤D≤0.5，即上述第一子隧道结层31的材料可以选自GaAs和/或Al_DGa_1-DAs，第二子隧道结层32的材料可以选自GaAs和/或Al_DGa_1-DAs，第一子隧道结层31与第二子隧道结层32的材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际情况设置二者为相同或者不同。

本申请的再一种实施例中，上述背场层21的厚度在30～200nm之间，这样一方面可以更好地阻挡电子或者空穴沿着与收集方向相反的方向运动，进而提升太阳能电池的光电转换效率；另外一方面，将背场层设置在这个范围内，可以保证太阳能电池的成本较低，且可以保证太阳能电池具有较小的重量和较小的体积，尽量保证太阳能电池的轻薄化。

为了更好地阻挡电子或者空穴沿着与收集方向相反的方向移动，并减少表面缺陷复合，从而进一步提升太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，上述背场层21的材料包括Al_XGa_1-XAs和/或(Al_YGa_1-Y)_ZIn_1-ZP，其中，0≤X≤0.5，0≤Y≤0.5，0.4≤Z≤0.6。

本申请的又一种实施例中，如图1和图2所示，上述太阳能电池还包括窗口层24与接触层25，其中，窗口层24设置在上述发射层23的远离上述基层22的表面上，上述窗口层24的掺杂类型与上述发射层23的掺杂类型相同；接触层25设置在上述窗口层24的远离上述发射层23的表面上，上述接触层25的掺杂类型与上述发射层23的掺杂类型相同。通过设置窗口层和接触层可以进一步促进电子或者空穴向收集的方向运动，进而可以进一步提升该太阳能电池的光电转换效率。并且，接触层用于与金属电极接触设置。

为了进一步提升太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，上述窗口层24的材料包括Al_MGa_1-MAs和/或(Al_NGa_1-N)_QIn_1-QP，其中，0≤M≤0.5，0≤N≤0.5，0.4≤Q≤0.6。

当然，被申请中的窗口层的处理并不限于包括上述的材料，还可以包括其他的可用的半导体材料，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的半导体材料形成本申请的窗口层。

本申请的另一种实施例中，上述窗口层24的厚度在30～200nm之间，这样不仅可以很好地促进电子或者空穴向收集的方向运动，还可以保证该太阳能电池的成本较低，还能进一步保证该太阳能电池的体积和重量较小。

为了进一步降低该太阳能电池的接触电阻，本申请的一种实施例中，上述接触层25的掺杂浓度在1e18～1e22/cm³之间。

本申请的再一种实施例中，上述接触层25的厚度在30～200nm之间，这样不仅可以保证该太阳能电池具有较小的接触电阻和较高的光电转换效率，还可以进一步保证该太阳能电池的体积和重量较小。

为了进一步提升高太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，上述发射层23的掺杂浓度在1e16～1e22/cm³之间。

为了更进一步保证该太阳能电池的光电转换效率较高，且同时保证该太阳能电池具有较低的成本，本申请的一种实施例中，上述发射层23的厚度在100-1000nm之间。

一种具体的实施例中，如图2所示，上述太阳能电池包括两个电池单元，分别为第一电池单元201和第二电池单元202。

当然，本申请中的太阳能电池中的电池单元的数量并不一定是两个，还可以是大于两个的其他数量，如图1所示的太阳能电池中的电池单元有三个。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池的制作方法，该制作方法包括：提供衬底10；在上述衬底10的表面上依次设置多个电池单元20，各上述电池单元20的设置过程包括：在上述衬底10的表面上设置背场层21；在上述背场层21的远离上述衬底10的表面上叠置设置多个相同的周期结构，形成基层22，各上述周期结构包括第一子结构层221和第二子结构层222，上述基层22的掺杂类型与上述背场层21的掺杂类型相同，上述基层22为超晶格结构层，上述第一子结构层221的掺杂类型和上述第二子结构层222中的掺杂类型相同，且上述第一子结构层221的掺杂浓度大于上述第二子结构层222中的掺杂浓度；或者，上述第一子结构层221为掺杂层，上述第二子结构层222为本征层；在上述基层22的远离上述衬底10的表面上设置发射层23，上述发射层23与上述基层22形成PN结，如图1和图2所示。

采用上述方法形成的太阳能电池中，基层包括多个叠置设置且相同的周期结构，各周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层，即相邻的第一子结构层和第二子结构层形成一个周期结构，且一个周期结构中的第一子结构层和第二子结构层中的掺杂浓度不同，这样使得基层中的掺杂浓度周期性变化，进而使得基层成为超晶格结构层，并且，这种掺杂浓度周期性变化的超晶格结构层可以减少掺杂引起的缺陷，限制了电子在垂直于超晶格方向的运动，减少了电子被缺陷俘获的几率，提高基层中的少子的寿命，从而使得电池的转换效率提高了。并且，该太阳能电池中包括多个电池单元，每个电池单元中的基层不同，这就使得各电池单元的禁带宽度不同，从而使得不同的电池单元可以吸收不同波段的太阳光，这样可以进一步提升太阳能电池的光电转换效率。且上述的制作方法较简单，使得太阳能电池的制作效率较高，成本较低。

为了进一步促进电子或者空穴向收集的方向运动，进而进一步提升该太阳能电池的光电转换效率。在设置上述发射层之后，上述制作方法还包括：在上述发射层23的远离上述基层22的表面上依次叠置设置窗口层24和接触层25，形成图1和图2所示的结构。

为了更好地隔离不同的电池单元，避免相互之间的不良影响，从而进一步提升太阳能电池的光电转换效率，本申请的一种实施例中，相邻的两个上述电池单元20分别为第一电池单元201和第二电池单元202，上述第一电池单元201与上述衬底10的距离小于上述第二电池单元202与上述衬底10的距离，在上述第一电池单元201设置之后，在上述第二电池单元202设置之前，上述制作方法还包括：在上述第一电池单元201的远离上述衬底10的表面上设置隧道结层30，上述第二电池单元202设置在上述隧道结层30的远离上述第一电池单元201的表面上。

一种具体的实施例中，上述隧道结层30的设置过程包括：在上述第一电池单元201的发射层23的远离上述衬底10的表面上设置第一子隧道结层31，上述第一子隧道结层31的掺杂类型与和上述第一电池单元201中的上述基层22的掺杂类型相反；在上述第一子隧道结层31的远离上述衬底10的表面上设置第二子隧道结层32，上述第二子隧道结层32的掺杂类型与上述第一子隧道结层31的掺杂类型相反。这样可以更好地隔离不同的电池单元，进一步提升太阳能电池的光电转换效率。

需要说明的是，本申请的太阳能电池中的各个结构层的设置方法可以采用现有技术中的任何可行的方法实施，具体可以根据实际情况来选择合适方法，比如可以根据具体的各个结构层的材料来选择，也可以根据对结构层的要求来选择，具体的方法可以是MOCVD、MBE、PECVD或PVD等等。

本申请中的衬底可以是现有技术中的任何可以作为衬底的半导体材料，例如可以是Si、Ge、GaAs或InP等等，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料形成本申请的衬底。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。

实施例1

太阳能电池的制作过程包括：

将衬底10传入MOCVD设备中，通入H₂气体，升高温度对衬底10进行高温清洗，温度为1000℃，上述衬底10为GaAs层；

在衬底10上生长Al_XGa_1-XAs，形成背场层21，其中x＝0.25，背场层21的厚度为100nm，其生长温度为600℃；

在背场层21上生长基层22，基层22的各周期结构由依次叠置设置的高掺杂的第一子结构层221和低掺杂的第二子结构层222构成，各第一子结构层221的掺杂浓度为1e20/cm³，掺杂类型为N型，厚度为30nm，各第二子结构层222的掺杂浓度为1e18/cm³，掺杂类型为N型。厚度为30nm，一个第一子结构层221和一个第二子结构层222形成的周期的厚度为60nm，周期的个数为50，基层22的总厚度为3000nm，基层22的成长温度在600～800℃之间，第一子结构层221和第二子结构层222均为掺杂的GaAs层；

在基层22的薄膜上生长发射层23，发射层23与基层22的掺杂类型相反，即为P型掺杂，且掺杂浓度为1e20/cm³，厚度为500nm，生长温度为600℃；

在发射层23上生长Al_MGa_1-MAs，形成窗口层24，其中M＝0.3，窗口层24的厚度为100nm，生长温度为600℃；

在窗口层24的表面上生长接触层25，接触层25为高掺杂的GaAs层，掺杂浓度为1e20/cm³，掺杂类型与发射层23相同，厚度为100nm，生长温度为800℃，至此，形成第一电池单元201；

在的窗口层24上生长第一子隧道结层31，第一子隧道结层31为GaAs，掺杂类型为P型，掺杂浓度为1e20/cm³，厚度范围为100nm，生长温度为600℃；

在第一子隧道结层31上生长第二子隧道结层32，第二子隧道结层32不限于为Al_DGa_1-DAs，其中，D＝0.5，掺杂类型为N型，掺杂浓度为1e20/cm³，厚度范围为100nm；

在第二子隧道结层32上生长第二个电池单元的背场层21，具体为(Al_YGa_1-Y)_ZIn_{1- Z}P，Y＝0.5，Z＝0.6，厚度为100nm，生长温度为600℃；

在第二子电池背场层21上生长第二个电池单元的基层22，该基层22由高掺杂的第一子结构层221和低掺杂的第二子结构层222交替生长构成，各第一子结构层221的掺杂浓度为1e20/cm³，掺杂类型为N型，厚度为10nm，各第二子结构层222的掺杂浓度为1e18/cm³，掺杂类型为N型。厚度为10nm，一个第一子结构层221和一个第二子结构层222形成的周期的厚度为20nm，周期的个数为50，基层22的总厚度为1000nm，基层22的成长温度在600～800℃之间，第一子结构层221和第二子结构层222均为掺杂的In_AGa_1-AP层，A＝0.5；

在第二电池单元202的基层22的薄膜上生长发射层23，发射层23与基层22的掺杂类型相反，即为P型掺杂，且掺杂浓度为1e20/cm³，厚度为500nm，生长温度为600℃；

在发射层23上生长Al_MGa_1-MAs，形成窗口层24，其中M＝0.3，窗口层24的厚度为100nm，生长温度为600℃；

在窗口层24的表面上生长接触层25，接触层25为高掺杂的GaAs层，掺杂浓度为1e20/cm³，掺杂类型与发射层23相同，厚度为100nm，生长温度为800℃，至此，形成第二电池单元202，如图2所示；

最后，将得到的太阳能电池冷却到室温，从MOCVD中取出。

实施例2

与实施例1不同的是：

第一电池单元中，各第一子结构层的掺杂浓度为1e18/cm³，掺杂类型为N型，厚度为1.5nm，各第二子结构层的掺杂浓度为1e16/cm³，掺杂类型为N型。厚度为1nm，一个第一子结构层和一个第二子结构层形成的周期的厚度为2.5nm，周期的个数为200，基层的总厚度为500nm，基层的成长温度在800～1000℃之间。

实施例3

与实施例1不同的是：

第一电池单元中，各第一子结构层的掺杂浓度为1e22/cm³，掺杂类型为N型，厚度为50nm，各第二子结构层为本征层。厚度为100nm，一个第一子结构层和一个第二子结构层形成的周期的厚度为150nm，周期的个数为20，基层的总厚度为3000nm，基层的成长温度在400～600℃之间。

实施例4

与实施例3不同的是：第一电池单元中，各第一子结构层的掺杂浓度为1e17/cm³。

实施例5

与实施例3不同的是：第一电池单元中，各第一子结构层的掺杂浓度为1e19/cm³。

实施例6

与实施例2不同的是：第一电池单元中，基层中的周期数为150个，基层的总厚度为375nm。

实施例7

与实施例2不同的是：第一电池单元中，各第一子结构层的厚度为1nm，一个周期的总厚度为2nm。

实施例8

与实施例3不同的是：第一电池单元中，各第一子结构层厚度为150nm，各第一子结构层厚度为100nm。

对比例1

与实施例1不同的是：第一电池单元中，基层为掺杂的GaAs层，掺杂浓度为1e20/cm³，掺杂类型为N型。

对比例2

与实施例1不同的是：第二个电池单元与第一电池单元相同。

采用IV方法测量各实施例以及对比例的太阳能电池的光电转换效率，测试结果见表1。

表1

	光电转换效率(％)
		实施例1	31.1％
实施例2	29.1％
		实施例3	30.9％
实施例4	30.1％
		实施例5	30.7％
实施例6	28.3％
		实施例7	28.5％
实施例8	30.3％
		对比例1	27.1％
对比例2	27.7％

由上述表1中的数据可知，与对比例1相比，本申请的具有超晶格结构的基层的太阳能电池的光电转换效率较高；与对比例2相比，本申请的具有不同基层的太阳能电池的光电转换效率较高；并且，与各个实施例的比较可知，当上述第一子结构层的掺杂浓度在1e18～1e22/cm³之间，上述第二子结构层中的掺杂浓度在0～1e18/cm³之间，第一子结构层和第二子结构层均有2～200个，上述第一子结构层的厚度和上述第二子结构层的厚度之和在2.5～250nm之间，太阳能电池的光电转化效率相对较高。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的太阳能电池中，至少一个电池单元中的基层包括多个叠置设置且相同的周期结构，各周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层，即相邻的第一子结构层和第二子结构层形成一个周期结构，且一个周期中的第一子结构层和第二子结构层中的掺杂浓度不同，这样使得基层中的掺杂浓度周期性变化，进而使得基层成为超晶格结构层，并且，这种掺杂浓度周期性变化的超晶格结构层可以减少掺杂引起的缺陷，限制了电子在垂直于超晶格方向的运动，减少了电子被缺陷俘获的几率，提高基层中的少子的寿命，从而使得电池的转换效率提高。并且，该太阳能电池中包括多个电池单元，每个电池单元中的基层不同，这就使得各电池单元的禁带宽度不同，从而使得不同的电池单元可以吸收不同波段的太阳光，这样可以进一步提升太阳能电池的光电转换效率。

2)、本申请的太阳能电池的制作方法形成的太阳能电池中，基层包括多个叠置设置且相同的周期结构，各周期结构包括叠置设置的第一子结构层和第二子结构层，即相邻的第一子结构层和第二子结构层形成一个周期结构，且一个周期结构中的第一子结构层和第二子结构层中的掺杂浓度不同，这样使得基层中的掺杂浓度周期性变化，进而使得基层成为超晶格结构层，并且，这种掺杂浓度周期性变化的超晶格结构层可以减少掺杂引起的缺陷，限制了电子在垂直于超晶格方向的运动，减少了电子被缺陷俘获的几率，提高基层中的少子的寿命，从而使得电池的转换效率提高了。并且，该太阳能电池中包括多个电池单元，每个电池单元中的基层不同，这就使得各电池单元的禁带宽度不同，从而使得不同的电池单元可以吸收不同波段的太阳光，这样可以进一步提升太阳能电池的光电转换效率。且上述的制作方法较简单，使得太阳能电池的制作效率较高，成本较低。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。