[發(fā)明專利]薄型GaInP/GaAs/Ge太陽電池的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310336493.1
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN104347754A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙宇;肖志斌;許軍;韓志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 天津恒電空間電源有限公司;中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0687
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種薄型GaInP/GaAs/Ge太陽電池的制備方法。

背景技術(shù)

隨著砷化鎵太陽能電池技術(shù)的不斷發(fā)展，砷化鎵太陽能電池由于具有高光電轉(zhuǎn)換效率以及良好的可靠性逐漸成為了倍受青睞的新一代高性能長壽命空間主電源。上世紀(jì)80年代初，航天飛行器空間主電源尤其是小衛(wèi)星空間電源系統(tǒng)開始應(yīng)用砷化鎵太陽能電池，砷化鎵組件在空間電源領(lǐng)域的應(yīng)用比例日益增大，目前已超過90%。砷化鎵太陽能電池已成為太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用與研究的熱點(diǎn)。

目前，GaInP/GaAs/Ge三結(jié)砷化鎵太陽能電池已憑借高光電轉(zhuǎn)換效率、高抗輻射能力等優(yōu)勢基本上取代了單結(jié)砷化鎵太陽能電池。雖然GaInP/GaAs/Ge三結(jié)砷化鎵太陽能電池與單結(jié)砷化鎵太陽能電池采用的原材料基本相同，但由于GaInP/GaAs/Ge三結(jié)砷化鎵太陽能電池有三個(gè)P-N結(jié)，外延結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而每一層外延生長質(zhì)量都直接影響整個(gè)砷化鎵太陽能電池的性能，最重要的是由于GaInP/GaAs/Ge三結(jié)砷化鎵電池厚度較大、柔性差而影響了電池使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種厚度薄、柔韌性好、使用壽命長、重量輕、牢固可靠的薄型GaInP/GaAs/Ge太陽電池的制備方法。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

薄型GaInP/GaAs/Ge太陽電池的制備方法，包括在GaInP/GaAs/Ge外延片的受光面蒸鍍上電極、在背光面蒸鍍下電極，上電極上蒸鍍減反射膜，其特點(diǎn)是：對GaInP/GaAs/Ge外延片進(jìn)行襯底的腐蝕，使厚度0.18mm±0.02mm的外延片減薄至0.14mm以下；所述襯底的腐蝕過程包括：用涂膠機(jī)在外延片的受光面旋涂膠，放入80～100℃的烘箱中烘烤20～60s，將外延片放入比例為雙氧水：氫氟酸=200ml：100ml的溶液中，當(dāng)外延片厚度減至0.14mm以下，取出外延片，用去離子水清洗，完成對外延片上襯底的減薄。

本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施：

所述受光面的上電極蒸鍍過程包括：先制出梳狀密柵形柵線的光刻板；采用光刻機(jī)根據(jù)光刻板圖形對受光面上光刻出梳狀密柵形柵線槽；通過自動(dòng)蒸發(fā)設(shè)備，在外延片受光面上梳狀密柵形柵線槽內(nèi)依次蒸鍍出帶有梳狀密柵形柵線的Au-Ge-Ag-Au上電極。

所述下電極為Au-Ge-Ag下電極。

所述減反射膜為TiO₂/Al₂O₃減反射膜。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1、本發(fā)明采用了腐蝕襯底，使外延片厚度減薄為0.14mm以下，由于減小了電池的厚度，提高了電池的柔韌性，延長了電池的使用壽命；通過厚度的減薄，降低了電池的重量，提高太陽電池的功率/重量。

2、本發(fā)明采用Au-Ge-Ag-Au和Au-Ge-Ag作為收集光生電流的上、下電極材料體系，與電池半導(dǎo)體材料形成良好的歐姆接觸，有效提高了上、下電極的可焊性和牢固度；由于上電極采用了梳狀密柵形柵線，有效減小了遮光功率損失與串聯(lián)電阻功率損失之和，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

3、本發(fā)明采用TiO₂、Al₂O₃材料作為減反射膜，能在短波段獲得很好的減反射效果，有效最低了電池表面的反射率，使短路電流的增益達(dá)到最高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明薄型GaInP/GaAs/Ge太陽電池的制備方法結(jié)構(gòu)主視示意圖；

圖2是圖1中上電極的俯視示意圖；

圖3是本發(fā)明電池表面反射率曲線圖。

圖中的標(biāo)號分別為：1-下電極；2-外延片；3-上電極；4-減反射膜；5-柵線。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步公開本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，特例舉以下實(shí)例并結(jié)合附圖1-3進(jìn)行詳細(xì)說明如下。

薄型GaInP/GaAs/Ge太陽電池的制備方法，包括在GaInP/GaAs/Ge外延片的受光面蒸鍍上電極、在背光面蒸鍍下電極，上電極上蒸鍍減反射膜。