[實用新型]太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構

有效

• 申請號: 201220392310.9
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN202905729U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 高鵬;劉如彬;王帥;張啟明;康培;孫強;穆杰
• 申請（專利權）人: 天津藍天太陽科技有限公司;中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本實用新型屬于太陽電池技術領域，特別是涉及一種太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構。

背景技術

目前，III—V太陽電池的反向生長成為又一種提高太陽電池效率的重要技術。反向生長的多結太陽電池的制作方法為：與正向生長結構中薄的發射區在厚的基區后生長不同，在反向生長中，發射區在基區之前生長；頂電池最先生長，接著是中電池和底電池，然后將外延片鍵合到一個二次支撐物上，之后原始的襯底被除去，把太陽電池的頂部表面暴露出來。反向生長的太陽電池第一個特點是，它容許底電池在與襯底晶格失配時也可以生長：通過調整各子電池的帶隙，使得頂電池、中間電池和襯底晶格匹配，幾乎沒有缺陷，而只在最后生長的底電池外延過程中采用晶格失配和漸變緩沖層技術，將失配和位錯的影響降到最小，這種生長方法被稱為多結反向變形生長方法；第二個特點是，它可以對原始襯底進行回收和再利用。隨著薄膜剝離技術的日漸成熟，反向生長太陽電池的這一優點會逐步體現出來。由于可以把襯底剝離，采用更輕更廉價的基版作支撐物，從而可以極大減小電源系統的質量和體積，而超高的轉換效率可以降低成本，因而在各領域有著廣闊的應用空間和良好的發展前景。

采用小于400℃的低溫鍵合技術,可以將晶格嚴重失配的材料直接連接起來,并且連接機械強度非常高。更重要的是晶格失配所產生的大量位錯和缺陷也都限制在鍵合界面附近幾個納米的薄層區域內,不會對其他區域材料的性能造成影響。低溫鍵合技術為Ⅲ-Ⅴ族化合物多結太陽電池的設計打開了新空間,運用低溫鍵合技術,可以在同一個多結電池結構中選用晶格嚴重失配的材料。但是，通常采用的低溫鍵合技術，常常會出現由于鍵合氣體副產物帶來的大量微孔洞、微氣泡，最終影響電池的性能。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種無微孔洞、微氣泡，提高太陽電池性能的太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構。

本實用新型太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構包括如下技術方案：

太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構，包括低溫鍵合成一體的圓片狀Si襯底和圓片狀GaInAs外延片，其特點是：所述Si襯底的鍵合面上布滿形成陣列的豎直微氣孔。

本實用新型還可以采用如下技術措施：

所述豎直微氣孔的孔徑t=∮5μm、深度1μm；所述陣列為相鄰孔距s=100μm-400μm的若干豎直微氣孔形成。

本實用新型具有的優點和積極效果：

本實用新型由于在Si襯底的鍵合面上制有豎直微氣孔陣列作為通道，Si襯底與GaInAs外延片低溫鍵合時，出現的微孔洞、微氣泡隨著鍵合時的壓力進入作為通道的豎直微氣孔中，避免了Si襯底與GaInAs外延片低溫鍵合時接觸面之間出現的微孔洞、微氣泡，有效提高了太陽電池的性能。

附圖說明

圖1是本實用新型太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構的主視示意圖；

圖2是圖1的俯視示意圖；

圖3是本實用新型豎直微氣孔制備用光刻版的圖形單元示意圖；

圖4（a）-（g）是豎直微氣孔的制作過程示意圖。

圖中的標號分別為：1-p⁺型Si襯底；2-豎直微氣孔；3-GaInAs外延片；4-SiO₂掩膜層；5-光刻膠。

具體實施方式

為能進一步公開本實用新型的發明內容、特點及功效，特例舉以下實例并結合附圖進行詳細說明如下。

太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構，包括低溫鍵合成一體的Si襯底和GaInAs外延片。

太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構，包括低溫鍵合成一體的圓片狀Si襯底和圓片狀GaInAs外延片。

本實用新型的創新點是：所述Si襯底的鍵合面上布滿形成陣列的豎直微氣孔；所述豎直微氣孔的孔徑t=∮5μm、深度1μm；所述陣列為相鄰孔距s=100μm-400μm的若干豎直微氣孔形成。

實施例

參閱附圖1-圖4，本實用新型太陽電池用Si與GaInAs外延片的低溫鍵合結構的制備過程：

1、將直徑為4英寸的圓片狀Si片作為Si襯底，進行表1所示的超聲清洗和吹干：

表1：P型摻雜前Si襯底的超聲清洗、吹干過程