技术摘要：
本发明公开了一种四结级联太阳电池及其制备方法。该太阳电池包括自上而下依次设置的背面电极、InGaAs/InGaAsP/InAlAs三结太阳电池、MoS2/InP范德瓦尔斯异质结以及正面电极；其中，MoS2/InP范德瓦尔斯异质结包括InP导电衬底及覆设于所述导电衬底一端面的二硫化钼层；四  全部
背景技术：
太阳能是一种取之不尽用之不竭对环境无污染的清洁能源，而且是可以直接开发 和利用的可再生资源。太阳能在发电过程中不会对环境造成污染且不产生温室效应，它是 一种环保的可再生发电方式。 根据Shockley-Quisser模型计算得到的多结电池带隙组合为1.90/1 .44/1 .04/ 0.7eV的四结太阳电池在一个太阳下的转换效率可超过56％。据报道，基于InP晶格生长的 太阳电池是一种很有潜力的III-V族直接带隙半导体材料，在InP衬底上生长晶格匹配的 (1.47eV)InAlAs/(1.06eV)InGaAsP/(0.74eV)InGaAs三结太阳电池，在100倍聚光条件下， 该电池的光电转换效率可超过46％。该三结电池在满足电流匹配的原则下，可增加第四结 带隙宽度约为1.9eV的晶格匹配电池以增大太阳光谱的吸收范围，提高太阳电池光电转换 效率。单层二硫化钼的光致发光光谱的主峰在1.9eV，其吸收系数较高(α＝1～1.5×106cm -1)，本发明可以通过键合二硫化钼/半导体范德瓦尔斯异质结电池取代传统的带隙为 1.90eV的半导体太阳电池，可以增加太阳电池的光吸收率，提高光电转换效率。MoS2材料和 InP组合形成的MoS2/InP范德瓦尔斯异质结可作为第四结子电池，这种新颖的结构不仅将 二维材料独特的物理性质和InP半导体材料的特性进行结合，而且还能通过二者之间的相 互作用，形成新的物理化学性质，这为二维层状材料在多结太阳电池的应用提供了可能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种四结级联太阳电池的设计及其制备方法。 为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 一种四结级联太阳电池，包括自上而下设置的背面电极、InGaAs/InGaAsP/InAlAs 三结太阳电池、MoS2/InP范德瓦尔斯异质结、正面电极。其中，所述InAlAs/InGaAsP/InGaAs 三结太阳电池为PN结型三结电池，所述MoS2/InP单结电池包括InP导电衬底及覆设于所述 导电衬底一端面的二硫化钼层，所述金属纳米粒子在MoS2表面；所述四结级联太阳电池为 基于MoS2/InP范德瓦尔斯异质结倒置生长的四结级联太阳电池。 进一步的，所述PN结型三结电池的衬底为P-InP衬底。 进一步的，所述PN结型三结电池的带隙沿远离被剥离InP导电衬底的方向逐渐减 小，并且所述PN结型三结电池的带隙小于MoS2/InP范德瓦尔斯异质结的带隙。 进一步的，所述三结电池的带隙大于所述二硫化钼/半导体单结电池的带隙。 进一步的，所述二硫化钼采用单层二硫化钼。 进一步的，所述二硫化钼层的厚度不超过20nm。 进一步的，所述MoS2/InP范德瓦尔斯异质结电池中半导体层可选用p型InP衬底。 3 CN 111613689 A 说　明　书 2/4 页 进一步的，所述PN结型三结电池的衬底可选用与InP晶格常数匹配的衬底材料。 一种四结级联太阳电池的制备方法，其特征在于，包括： (1)通过柔性高分子材料作为支撑层将二维材料将MoS2转移至InP衬底上，形成 MoS2/InP范德瓦尔斯单结太阳电池； (2)对InP衬底的另一端面进行减薄，并生长InAlAs子电池、第一遂道结、InGaAsP 子电池、第二遂道结、InGaAs子电池，其中InAlAs子电池、InGaAsP子电池、InGaAs子电池为 倒置生长，形成形成MoS2/InAlAs/InGaAsP/InGaAs四结级联太阳电池； (3)将上述四结电池转移至如Si片、玻璃等制成衬底上； (4)在InAlAs子电池表面制作背面电极； (5)在MoS2材料上位于电极绝缘层上方的区域作正面电极。 作为较为优选的实施方案之一，所述MoS2/InP范德瓦尔斯异质结太阳电池的制备 工艺包括： 将预先制备的单层二硫化钼转移到导电InP衬底表面，形成MoS2/InP范德瓦尔斯 异质结。 与现有技术相比，本发明至少具有以下优点： (1)采用单层MoS2/InP范德瓦尔斯异质结太阳电池代替传统PN结型太阳电池，可 以简化带隙为1.9eV太阳电池制作工艺、降低电池成本。 (2)单层MoS2具有较高的吸收系数并且MoS2/InP范德瓦尔斯异质结位于电池表面， 相比较于传统pn结结区处于相对较深的位置，可以增加光吸收率，提高太阳电池的光电转 换效率。 附图说明 图1是本发明的MoS2/InAlAs/InGaAsP/InGaAs四结级联太阳电池的结构示意图。 图2是本发明MoS2/InAlAs/InGaAsP/InGaAs四结级联太阳电池成品的结构示意 图。