n-GaInP_2/p-Ge异质结热光伏电池特性分析

作     者：纪伟伟 张超 张德亮 乔在祥 JI Wei-wei;ZHANG Chao;ZHANG De-liang;QIAO Zai-xiang

作者机构：中国电子科技集团公司第十八研究所 山东省军区71496部队 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2015年第44卷第10期

页      面：2804-2809页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)(11G20047) 

主　　题：热光伏 Ge GaInP2 异质结 J-V特性 

摘      要：热光伏电池是当前研究的热点,目前同质结Ge电池的研究较为常见,而GaInP2/Ge异质结电池还未见相关报道。本文首先对比GaInP2/Ge异质结与GaInP2/Ge/Ge同质结的能带图,发现异质结界面处的阶跃势垒位于内建电场内部,以至于阶跃势垒不影响载流子输运,能提高器件的性能。然后通过MOCVD在P型Ge衬底上外延高质量、宽带隙的单晶GaInP2层,并进行TEM-EDX线性扫描、I-V测试,研究结果表明,利用MOCVD技术制备的GaInP2/Ge异质结界面陡峭且GaInP2并未向Ge内扩散;通过优化器件工艺4cm2全面积电池效率最终达到5.18%(AM1.5,25℃)。根据J-V曲线方程推算出串并联电阻(Rs、Rsh)、反向饱和电流密度(J0)和二极管品质因子(A)等参数,为电池性能的进一步提高获得主要的突破路径。