[發明專利]一種制作在金屬薄膜的砷化鎵高效能太陽能電池及其制作方法

無效

• 申請號: 201110295463.1
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102412319A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陳聰茂
• 申請（專利權）人: 陳聰茂
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/0687;H01L31/0693;H01L31/18
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

??

技術領域

本發明屬于能源領域，特別是指一種制作在金屬薄膜上的砷化鎵高效能太陽能電池及其制作方法。?

背景技術

目前現有的傳統高效能砷化鎵太陽能電池是在砷化鎵基板制作成N型砷化鎵材料與P型砷化鎵材料產生的界面吸收照射的太陽光，轉換產生成電流輸出的太陽能電池。?

由于砷化鎵(GaAs)的基板是由砷化鎵材料經多次精煉、純化過程并經高溫真空熔爐拉晶制作晶棒，經切片并雙面拋光成的砷化鎵芯片。?

傳統的砷化鎵太陽能電池基片制造過程煩瑣、能耗大、成本高、易碎。?

砷化鎵芯片加工成本非常高，而且厚度極薄的砷化鎵芯片質地易碎，在制作太陽能電池的過程中損耗很大，并且制作成的砷化鎵太陽能電池成品成本特高昂，且容易破碎，只能在一些精密儀器及航天設備上使用。?

目前現有另一種傳統太陽能電池是以單晶硅或多晶硅為基板制作成N型硅材料與基板硅材料產生的界面吸收照射的太陽光，轉換成電流輸出的太陽能電池。?

傳統的單晶硅多晶硅太陽能電池制造過程煩瑣、能耗大，成品制作過程成本高，效果不佳，污染大且易碎。?

????由于硅的基板由硅材料也經多次精煉，純化過程并經高溫真空熔爐拉晶制作晶棒，經切片并雙面拋光成的硅芯片。過程煩瑣，加工成本也很高，質地易碎，但光電轉換率效果不佳，且制作過程排放廢氣廢水等，不免對周遭環境有影響。?

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種制作在金屬薄膜的砷化鎵高效能太陽能電池及其制作方法，該方法以不銹鋼薄膜濺射鍍上嫁接材料鎢,?鉬,或鉭作基板取代砷化鎵芯片作為基板，再交互淀積砷化鎵材料層?實現提高產品質量、節約成本、制造工藝簡便的目的。?

本發明的目的實現由以下技術方案完成：?

一種使用金屬薄膜的砷化鎵高效能太陽能電池，其特征在于所述太陽能電池的基板是由不銹鋼薄膜加上濺射鍍鎢,鉬,或鉭作為嫁接材料層構成，在所述基板上交互淀積N型砷化鎵材料與P型砷化鎵材料電性相異的材料層。

所述之不銹鋼薄膜厚度以0.26mm?為最符合經濟原則?也最適合成品太陽能電池板之切割使用。?

一種制作在金屬薄膜的砷化鎵高效能太陽能電池的制作方法，其特征在于所述制作方法包含下述步驟：將表面濺射鍍過鎢，鉬或鉭作為嫁接材料的不銹鋼金屬薄膜作為基板材料，依順序在真空腔室里以化學氣相淀積的方式將已經過N型參雜及P型參雜氣體材料，但不可同時淀積兩種電性材料，必須分隔清楚，交互淀積電性相異的N型砷化鎵材料與P型砷化鎵材料的材料層以產生數個電性相異的材料之間的介面層。?

所述材料層的層數為四層?異電層介面為三面。?

所述材料層厚度為1000-1500A^O。?

所述金屬薄膜與砷化鎵材料之間的嫁接或轉接材料層以鎢，鉬，或者是鉭的金屬薄層為佳，所述的薄層厚度為500-800A^O。?

本發明創造是以材料成本便宜的金屬薄膜(尤其是不銹鋼薄膜)取代昂貴的砷化鎵芯片作為基板材料，在真空腔室里，以經過N型參雜及P型參雜氣相化學淀積的方式，將N型砷化鎵氣體與P型砷化鎵氣體，交互淀積成長在金屬薄膜的基板上，產生交互的電性相異的材料層介面，也就是產生數層可吸收照射的太陽光，轉換產生成電流的異電質介面層，以產生電流輸出的金屬薄膜砷化鎵太陽能電池。?

本發明的優點是：一、以成本非常低廉的金屬薄膜特別是以不銹鋼薄膜(厚度0.26mm、不銹鋼薄板3.2m^2?面積，重量才有1公斤，平均每平方呎不到5分美元成本)?取代非常昂貴的砷化鎵芯片作為基板材料(直徑2英吋砷化鎵芯片/120美元)，大大的降低生產成本；?

二、金屬薄膜，特別是不銹鋼薄膜，材質強韌耐溫，相對于現有技術中易碎的砷化鎵芯片，不銹鋼薄膜不易破損，而做成的金屬薄膜砷化鎵太陽能電池可撓曲，可卷曲于軸輪，運輸和長時間儲存都絕不影響其電性及光電轉換率；

三、由于以堅固強韌的金屬薄膜取代易碎的砷化鎵芯片，在化學氣體淀積制程過程中，基材材料損耗率特少；由于接受淀積之范圍面積大，化學氣體材料浪費少；

四、由于以簡單的金屬薄膜取代需經多重純化精煉的砷化鎵芯片，省卻了多重純化精煉的過程，可節省巨大能耗并達到減排二氧化碳的目的，可大大的減少有害環境的有毒尾氣排放，減少對環境的污染；