倒置GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池失效分析

利用衬底剥离和临时键合技术制备了倒置GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池并研究了其可靠性。通过温度为85℃、相对湿度为85%环境下的可靠性测试发现,当湿热实验进行至144 h时三结电池的初始光电转换效率从31.86%急剧下降到了24.84%。随着实验时间的继续增加,太阳电池性能相对稳定。外量子效率和电致发光光谱测试结果表明,三结电池性能的退化主要来自GaInP顶电池。在高温、高湿环境下,AlInP窗口层中元素含量分布发生变化,导致材料对340~480 nm波段的反射率提高,此外高含量Al元素的聚集导致顶电池缺陷密度增加,引起GaInP顶电池载流子收集效率下降,从而限制了三结太阳电池的整体性能。二次离子质谱的结果也直观地证明了这种现象。该研究结果证明了AlInP窗口层对多结太阳电池环境稳定性有重要影响。