[發明專利]一種柔性空間用三結太陽電池減反射膜制備方法

有效

• 申請號: 201711441256.6
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108336179B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 孫希鵬;李曉東;鐵劍銳;杜永超;梁存寶;王鑫
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所;天津恒電空間電源有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 劉昕

一種柔性空間用三結太陽電池減反射膜制備方法，在常溫下，采用電子束熱蒸發和離子源輔助沉積相結合的方法在所述太陽電池表面沉積所述減反射膜；所述離子源為MarkⅡ型霍爾離子源；所述霍爾離子源的陽極加速電壓為150V～180V，輔助粒子束流為5A～6A。本申請的有益效果是：能夠在常溫下進行柔性太陽電池的減反射膜的沉積，既保證減反射膜具有滿足要求的折射率又保證減反射膜具有足夠的附著度；無需烘烤加熱，省去了升溫和降溫的操作步驟，提升了太陽電池的生產效率。

技術領域

本申請屬于光學薄膜制備技術領域，具體地說，涉及一種柔性空間用三結太陽電池減反射膜制備方法。

背景技術

柔性空間用反向生長晶格失配三結(IMM-3J)太陽電池是一種新型太陽電池，其外延結構為InGaP/GaAs/InGaAs，最高光電轉換效率可達33％。此種太陽電池需要先在GaAs襯底上利用MOCVD技術按照InGaP、GaAs、InGaAs的順序依次完成各外延層的生長，再利用半導體鍵合技術將最外層的InGaAs外延層與柔性金屬層結合起來，最后利用濕法腐蝕技術將初始的GaAs襯底完全腐蝕，得到附著在金屬層上的柔性外延層。經過光刻、電極蒸鍍、劃片、沉積減反射膜等工序后可將柔性外延層加工為柔性太陽電池。此種柔性太陽電池具有質量輕、效率高的優點，在太陽能無人機、太陽能飛艇以及便攜式太陽能充電包等方面具有廣泛的應用前景。

通常情況下，太陽光照射在電池表面會有30％左右的能量被反射掉，可以采取在電池表面制備減反射膜的手段來降低電池表面反射率，減少能量損耗，提高電池轉換效率。目前空間用太陽電池采用的減反射膜沉積方式是在高真空環境下利用電子束熱蒸發實現膜料的沉積，為了保證減反射膜的折射率和牢固度滿足要求，需要對真空室進行預烘烤，烘烤溫度均大于200℃。

對于柔性IMM-3J太陽電池，電池外延層及其所附著的金屬襯底層具有不同的熱膨脹系數。若在高溫烘烤條件下沉積減反射膜，會導致電池外延層破裂并從金屬襯底層剝離，電池轉換效率完全喪失。若在不烘烤的條件下沉積減反射膜，薄膜的折射率無法滿足要求，減反射效果大大下降。而且薄膜牢固度不足，無法通過膠帶剝離試驗。因此需要找到一種適用于柔性太陽電池的、常溫下沉積減反射膜的方法。

中國專利(公布號：CN 102517554 A)一種AZO膜層室溫沉積方法，利用中頻磁控濺射結合離子源輔助技術，在室溫條件下、在柔性有機襯底上實現AZO透明導電膜層的沉積。該專利所涉及的技術內容無法解決前文中所提出的技術問題，主要有以下幾點原因：1、空間太陽電池減反射膜沉積的主要方式是電子束熱蒸發方式，從原理和操作上與中頻磁控濺射有很大的差異。2、由于離子源分為霍爾離子源和考夫曼離子源，該專利未對所使用的離子源種類和參數作詳細說明，因此其所提供的離子源參數并無明確指導意義。3、空間太陽電池所使用的減反射膜體系是TiO_x-SiO₂，其薄膜特性與AZO膜不同，對應的蒸鍍工藝也不相同。4、空間太陽電池的主要材質是Ⅲ-Ⅴ族半導體材料，其材料特性與有機聚合物材料不同，在進行離子源輔助沉積時需要調整合適的工藝參數以避免粒子轟擊所帶來的半導體結構損傷。

發明內容

有鑒于此，本申請所要解決的技術問題是提供一種柔性空間用三結太陽電池減反射膜制備方法，能夠在常溫下制備柔性空間用三結太陽電池減反射膜，保證減反射膜足夠的折射率和附著度。

為了解決上述技術問題，本申請公開了一種柔性空間用三結太陽電池減反射膜制備方法，并采用以下技術方案來實現。

一種柔性空間用三結太陽電池減反射膜制備方法，在常溫下，采用電子束熱蒸發和離子源輔助沉積相結合的方法在所述太陽電池表面沉積所述減反射膜。

進一步的，所述離子源輔助沉積的離子源為MarkⅡ型霍爾離子源。

更進一步的，所述霍爾離子源的陽極加速電壓為150V～180V，輔助粒子束流為5A～6A。