赖萌华,张保平

(厦门大学信息科学与技术学院,福建厦门361005)

·综 述·

InGaN/GaN量子阱太阳能电池研究进展

赖萌华,张保平*

(厦门大学信息科学与技术学院,福建厦门361005)

InGaN/GaN量子阱太阳能电池在扩宽氮化物半导体太阳能电池光谱响应和提高电池效率方面有较大优势,近几年来受到了广泛关注．本文回顾了InGaN/GaN量子阱电池发展历程,论述了量子阱区域结构设计和外界条件对InGaN/GaN量子阱电池效率的影响,介绍了为提高InGaN/GaN量子阱电池效率所进行的关键工艺技术研究,总结了实现高效InGaN/GaN量子阱电池需要解决的问题和可能解决方案,为高效InGaN/GaN量子阱电池的实现提供参考．

InGaN/GaN量子阱;太阳能电池;氮化物半导体;GaN;InGaN

InxGa1-xN(x为In元素的原子分数，即In组分)三元合金材料通过改变In的组分可以实现从窄带隙(InN:0.64 eV)到宽带隙(GaN:3.4 eV)的连续调节,可吸收光波段从近红外一直延伸到紫外,基本覆盖了整个太阳光谱[1],InGaN材料带隙对应的AM1.5(AM表示大气质量，数字1.5表示太阳光通过大气实际距离与大气垂直垂直厚度的比值，下同)太阳光谱的覆盖范围如图1所示.同时InGaN材料具有光吸收系数高(达到10-5cm-1)、耐高温、抗辐射性好等特点,已成为制备太阳能电池的理想材料,为实现高效多结(multiple junction,MJ)太阳能电池[2]提供了可能．

在理想情况下,MJ的InGaN太阳能电池的理论效率最高可达到85%[3]．2005年,Jani等首先利用InGaN材料制备了p-i-n型异质结和量子阱2种结构的太阳能电池,并测量在紫外及白光辐照下电池的响应特性[4]．2007年他们进一步制备了In组分为0.05的具有2.4 V开路……