n-GaInP2/p-Ge异质结热光伏电池特性分析

人工晶体学报, 2015, 44(10): 2804-2809.

n-GaInP2/p-Ge异质结热光伏电池特性分析

纪伟伟 ^1, , 张超 ^2, , 张德亮 ^3, , 乔在祥 ^4,

1.中国电子科技集团公司第十八研究所,天津,300384

2.中国电子科技集团公司第十八研究所,天津,300384

3.山东省军区71496部队,烟台,265800

4.中国电子科技集团公司第十八研究所,天津,300384

基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)(11G20047)

关键词：热光伏 , Ge , GaInP2 , 异质结 , J-V特性

Characteristics Analysis of n-GaInP2/p-Ge Heterojunction Thermophotovoltaic Cells

Keywords： thermophotovoltaic , Ge , GaInP2 , heterojunction , J-V characteristic

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GaInPJGe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4 cm2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.

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