[發(fā)明專利]一種對砷化鎵太陽電池帽層進行選擇性腐蝕的腐蝕液及其制備方法

無效

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• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104178172A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 蔡建九;吳洪清;林志偉;陳凱軒;張永;王向武
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: C09K13/00
• 分類號: C09K13/00;H01L31/18
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權代理有限公司 35218
• 代理人: 李振瑞

技術領域

本發(fā)明涉及太陽電池生產(chǎn)中使用的化學腐蝕液，尤其是一種對砷化鎵太陽電池帽層進行選擇性腐蝕的腐蝕液及其制備方法。?

背景技術

附圖1所示是一種聚光三結砷化鎵太陽電池的外延結構圖，其是將GaInP頂電池、GaAs中電池、Ge底電池三個子電池串接起來，GaInP頂電池吸收光子能量大于1.85eV的太陽光，?GaAs中電池吸收光子能量大于1.42eV的太陽光，Ge底電池吸收光子能量大于0.67eV的太陽光，吸收的波段380～1850nm，幾乎覆蓋了所有的太陽光波段，因而是當前各類太陽電池中轉換效率最高的電池。?

在聚光三結砷化鎵太陽電池芯片的制作工藝當中，蒸鍍電極柵線后，去掉柵線以外的GaAs帽層是芯片制作的關鍵工藝之一。現(xiàn)有去掉柵線以外的GaAs帽層有兩類工藝。第一類是采用干法刻蝕，采用干法刻蝕選擇比比較大，側面臺階平整，但是容易損傷頂電池的窗口層材料（AlInP），從而損傷器件。第二類是濕法刻蝕，即利用化學腐蝕液進行選擇性腐蝕?，F(xiàn)已公開的化學腐蝕液的組成主要有檸檬酸-雙氧水體系和氨水-雙氧水體系。但不論哪種體系，都存在著腐蝕不干凈，如附圖2所示是采用現(xiàn)有檸檬酸-雙氧水體系選擇性腐蝕液腐蝕后的聚光砷化鎵三結太陽電池芯片柵線在金相顯微鏡下的示意圖，其在電極柵線旁邊還有較多殘留物，這些殘留物會產(chǎn)生吸光現(xiàn)象，影響太陽電池光電轉換效率。另一方面，部分現(xiàn)有腐蝕液在進行縱向腐蝕的同時伴隨有橫向的側向腐蝕效應，輕則影響電流擴展，導致電池芯片內阻電阻大幅上升，嚴重時可導致柵線脫落；且腐蝕工藝窗口小，不易控制。?

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種對砷化鎵太陽電池帽層進行選擇性腐蝕的腐蝕液，能夠較好控制腐蝕液的腐蝕速率，增強腐蝕的均勻性，徹底去除殘留物，以獲得側面臺階平整的電池柵線結構。?

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種對砷化鎵太陽電池帽層進行選擇性腐蝕的腐蝕液，由以下A、B、C、D、E五種組分組成：?

A組分為固體檸檬酸；

????B組分為雙氧水；

??C組分為胺類化合物；

D組分為氨基酸類化合物；

E組分為去離子水；?

上述組分的加入量按質量計算為：A組分為5～150份，B組分為10～100份，C組分為1～20份，D組分為1～20份，E組分為100份。

優(yōu)選所述C組分選自氨、甲胺、乙胺、乙二胺、1,2一丙二胺、1,3一丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三胺基三乙胺、苯胺或苯二胺中的一種或多種混合而成。?

優(yōu)選所述D組分選自甘氨酸、朧氨酸、鄰氨基苯甲酸、天冬氨酸、谷氨酸、氨磺酸、亞氨二磺酸、氨二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙三氨五乙酸、羥基乙二胺三乙酸或芳香環(huán)氨基酸中的一種或多種混合而成。?

優(yōu)選所述A組分純度為優(yōu)級純，純度大于99.8%。?

優(yōu)選所述B組分的質量濃度為30?%。?

進一步，所述A、B、C、D、E五種組分混合充分溶解后，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀調節(jié)整個混合液的pH值為8-10。獲得性能更為穩(wěn)定的腐蝕液。?

本發(fā)明還提供上述腐蝕液的制備方法，包括以下步驟：?

1、將固體檸檬酸倒入石英缸中；

2、往石英缸中加入去離子水；

3、同時往石英缸中加入胺類化合物及氨基酸類化合物，用玻璃棒攪拌同時給石英缸加熱；

4、待充分溶解后，加入雙氧水；

5、攪拌充分混合后，用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液調節(jié)混合液的pH值至8-10。

本發(fā)明通過在檸檬酸-雙氧水體系的基礎上加入胺類和氨基酸類化合物，增強對Ga、As離子的絡合能力和螯合作用，較好控制腐蝕液的腐蝕速率，增強腐蝕的均勻性，徹底去除殘留物，能夠較為方便獲得側面臺階平整的電池柵線結構。?

本發(fā)明的腐蝕過程工藝簡單、穩(wěn)定，具有很好重復性。?

本發(fā)明提供的制備方法，操作和需要的設備簡單，能夠降低制備成本。?

附圖說明

圖1是一種現(xiàn)有聚光三結太陽電池外延結構示意圖；?

圖2是采用現(xiàn)有檸檬酸-雙氧水體系選擇性腐蝕液腐蝕后的聚光砷化鎵三結太陽電池芯片柵線在金相顯微鏡下的示意圖；

圖3是本發(fā)明腐蝕液腐蝕后的聚光砷化鎵三結太陽電池芯片柵線在金相顯微鏡下的示意圖。

具體實施方式

下面結合具體的實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。?