InGaNGaN量子阱太阳能电池研究进展-厦门大学学报（自然科学版）.doc

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电子工程系，厦门，361005 *通信作者：bzhang@xmu.edu.cn， 基金项目：国家自然科学基金61274052） 摘要：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，最后总结了实现高效InGaN/GaN量子阱电池需要解决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。 关键词：InGaN/GaN量子阱；太阳能电池；氮化物半导体；GaN；InGaN Research process of InGaN/GaN multiple quantum well solar cells LAI Meng-hua, ZHANG Bao-ping* Department of Electronic Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China, Abstract：InGaN/GaN multiple quantum well solar cells has recently attracted significant attention as a hopeful candidate for expanding spectral response and improving efficiency during the past few years. In this paper, the research progress of InGaN/GaN multiple quantum well solar cells is reviewed. The effect of quantum well region design and external condition on the efficiency of InGaN/GaN quantum well solar cell is discussed. In addition, critical processes of improving efficiency of InGaN/GaN multiple quantum well solar cells are introduced. Finally, difficulties and solutions to improve efficiency of InGaN/GaN multiple quantum well solar cells are summarized, which can provide useful references for achieving high-efficiency InGaN/GaN multiple quantum well solar cells. Key words: InGaN/GaN multiple quantum well; solar cells; nitride semiconductors; GaN; InGaN 1 引言 InGaN材料通过改变In的组分可以实现从窄带隙（InN：0.64eV）到宽带隙（GaN：3.4eV））]提供可能。在理想情况下，多结的InGaN太阳能电池的理论效率最高可达到85%[3]。2005年，Jani等人首先）太阳能电池，并测量在紫外及白光辐照下的响应特性[]。2007年他们具有2.4 V开路电压、量子效率0%的）异质结太阳能电池[]，。2008年 Neufeld等人的InGaN/GaN异质结太阳能电池峰值外量子效率为63%、内量子效率达94%[7]。同年Zheng. X等人）InGaN/GaN电池[]，在AM1.5（1000W/m2）太阳光谱辐照下，得到的电池的开路电压V、填充因子81%。在研究InGaN/GaN异质结电池的同时，研究者们也相继对InGaN同质结太阳能电池研究2007年Yang. C. B等人制作In组分约为0.18的p-n）InGaN同质结电池[]，但只得到0.43 V的开路电压2008年Chen. X等人组分0.3的p-i-n）InGaN同质结电池[]，但。对比具有相同耗尽区宽度的InGaN同质结和太阳能电池，材料质量与外延结构的设计密切相关InGaN材料质量和p型掺杂的困难InGaN电池的较好选择InGaN作为吸收层的太阳电池的吸收端在电池中引入多量子阱结构以增加薄