[發(fā)明專利]一種雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法及其電池組件

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• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN108666391A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧世海
• 申請（專利權(quán)）人: 北京創(chuàng)昱科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0687
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一，在GaAs襯底上依次生長GaAs緩沖層和犧牲層；

步驟二，在犧牲層表面形成呈外延倒置生長的GaAs頂電池；

步驟三，在GaAs頂電池上依次生長隧道結(jié)N型區(qū)、隧道結(jié)P型區(qū)，并在隧道結(jié)N型區(qū)上制得呈外延倒置生長的多晶Ge底電池，形成雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)；

步驟四，在多晶Ge底電池上制作圖形化的絕緣層，并在絕緣層上沉積與多晶Ge底電池電性連接的背面金屬電極層；

步驟五，通過選擇性腐蝕犧牲層的方法將GaAs襯底與雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)分開；

步驟六，將雙結(jié)電池翻轉(zhuǎn)，在GaAs頂電池上形成圖形化的正面金屬電極層；

步驟七，將位于絕緣層上方外延生長的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)分離成多個獨立電池單元；

步驟八，在正面金屬電極層上及未被正面金屬電極層覆蓋的GaAs頂電池上形成減反射層，并依次切割減反射層、絕緣層和背面金屬電極層，將各電池單元徹底分開；

步驟九，將各電池單元連接后置于上下兩柔性襯底之間進(jìn)行封裝，制得薄膜電池組件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法，其特征在于，所述步驟二中在犧牲層表面形成倒置生長的GaAs頂電池，其具體方法是，在犧牲層上依次外延生長P+型的AlGaAs正面接觸層、P型的AlInP頂窗口層、P型的GaAs頂發(fā)射極、N型的GaAs頂基區(qū)、N型的AlGaAs頂背場。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法，其特征在于，所述步驟三中所述的倒置生長多晶Ge底電池為在隧道結(jié)P型區(qū)上依次外延生長的P型的GaInP漸變窗口層、P型的Ge底發(fā)射極層、N型的Ge底基區(qū)和N+型的Ge背面接觸層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法，其特征在于，所述步驟四中背面金屬電極層的具體制作方法是：在Ge背面接觸層表面沉積絕緣層；采用印刷，光刻和濕法刻蝕等方法去除部分絕緣層并露出Ge背面接觸層；在Ge背面接觸層及絕緣層上沉積金屬電極層，制得背面金屬電極層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法，其特征在于，所述步驟六中在GaAs頂電池上形成圖形化的正面金屬電極層，其具體方法是：對GaAs頂電池的正面接觸層進(jìn)行酸洗；烘干后采用蒸鍍的方法在P型接觸層表面沉積正面金屬電極層；采用印刷和濕法工藝去除不需要的正面金屬電極后形成圖形化的正面金屬電極層；去除未被正面金屬電極層覆蓋下的正面接觸層，使該部分窗口層外露。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件的制作方法，其特征在于，所述步驟九中的通過銅箔將分離后的各電池單元連接，然后置于上下兩層塑料薄膜之間，通過層壓機封裝形成薄膜柔性電池組件。

7.一種雙結(jié)薄膜太陽能電池組件，其由多個電池單元連接而成，每個電池單元包括底電池和頂電池，其特征在于，所述底電池為多晶Ge底電池，所述頂電池為GaAs頂電池，所述底電池各層和頂電池各層呈外延倒置生長結(jié)構(gòu)，所述GaAs頂電池至所述多晶Ge底電池之間設(shè)有隧道結(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件，其特征在于，所述多晶Ge底電池從上向下依次為P型的GaInP組分漸變窗口層、P型的Ge底發(fā)射極、N型的Ge底基區(qū)和N+型的Ge背面接觸層，所述Ge背面接觸層下表面為圖形化的絕緣層，所述圖形化的絕緣層和Ge背面接觸層上沉積有背面金屬電極層。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙結(jié)薄膜太陽能電池組件，其特征在于，所述的GaAs頂電池從上向下依次為P+型的AlGaAs正面接觸層、P型的AlInP頂窗口層、P型的GaAs頂發(fā)射極、N型的GaAs頂基區(qū)和N型的AlGaAs頂背面場；所述隧道結(jié)位于所述頂電池和底電池之間，所述P+型的GaAs正面接觸層上設(shè)有正面金屬電極層，所述正面金屬電極層上及未被所述P+型的GaAs正面接觸層和正面金屬電極層覆蓋的所述P型的AlInP頂窗口層上均沉積有減反射層。