[發(fā)明專利]一種高效剝離的太陽能電池犧牲層及其剝離方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910348480.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN111863987A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東泰高科裝備科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0352
• 分類號(hào): H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種可高效剝離的太陽能電池犧牲層及其剝離方法，所述犧牲層貼附于太陽能電池外延結(jié)構(gòu)的下表面且位于襯底的上方，所述犧牲層由超晶格結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述超晶格結(jié)構(gòu)由至少一層量子點(diǎn)層制備而成。本發(fā)明將犧牲層設(shè)置為超晶格結(jié)構(gòu)，與其他結(jié)構(gòu)的犧牲層相比，這種結(jié)構(gòu)的犧牲層易于被剝離去除，可加快剝離速率，減少對(duì)犧牲層上部電池結(jié)構(gòu)的腐蝕和損壞，實(shí)現(xiàn)對(duì)犧牲層的有效剝離。

技術(shù)領(lǐng)域

本明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種可高效剝離的太陽能電池犧牲層。

背景技術(shù)

多種太陽能電池的制備是在襯底上完成，如砷化鎵制備的太陽能電池，制備完成之后通常需要將襯底與太陽能電池間的犧牲層去除，即剝離襯底。襯底剝離技術(shù)為太陽能電池向薄膜化發(fā)展提供了必要技術(shù)支持。襯底的重復(fù)性利用也降低了薄膜太陽能電池的制作成本，且減少制作過程對(duì)環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。目前的外延層的剝離技術(shù)多為通過對(duì)襯底和外延層之間設(shè)置的犧牲層進(jìn)行濕法腐蝕，來分離襯底和外延層，在濕法腐蝕過程中，往往采用酸溶液化學(xué)腐蝕，由于犧牲層一般生長(zhǎng)在襯底和外延層中間，所以腐蝕由邊緣向內(nèi)部腐蝕，隨著腐蝕時(shí)間的進(jìn)行，腐蝕難度越來越大，濕法腐蝕需要消耗大量時(shí)間。干法腐蝕采用等離子體浸沒離子注入，待注入樣品直接浸沒在等離子體中，通過向樣品加偏置電壓(也可稱為“注入電壓”)，使得樣品和等離子體之間形成注入鞘層電場(chǎng)；位于注入鞘層電場(chǎng)內(nèi)和從等離子體進(jìn)入注入鞘層電場(chǎng)的反應(yīng)離子在電場(chǎng)的加速作用下直接注入到樣品中。但是現(xiàn)有的干法腐蝕存在速度慢，容易對(duì)太陽能電池的外延結(jié)構(gòu)帶來損害。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中從下至上層疊設(shè)置有襯底、犧牲層和太陽能電池外延結(jié)構(gòu)的太陽能電池中間體(犧牲層貼附于太陽能電池外延結(jié)構(gòu)的下表面)，本發(fā)明首先提供一種易于剝離的太陽能電池犧牲層，所述犧牲層由超晶格結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述超晶格結(jié)構(gòu)由至少一層量子點(diǎn)層制備而成。

與其他結(jié)構(gòu)的犧牲層相比，超晶格結(jié)構(gòu)的犧牲層易于被剝離去除，可加快剝離速率，減少對(duì)犧牲層上部電池結(jié)構(gòu)的腐蝕和損壞。

優(yōu)選的，所述超晶格結(jié)構(gòu)由多個(gè)量子點(diǎn)層層疊制備而成時(shí)，同一層中量子點(diǎn)的尺寸大小相差不超過10％，從太陽能電池外延結(jié)構(gòu)的底部向下，不同的量子點(diǎn)層中量子點(diǎn)的尺寸逐漸增大。

上述結(jié)構(gòu)在采用干法腐蝕對(duì)電池進(jìn)行處理的過程中尤其適用，干法腐蝕的特點(diǎn)是前期進(jìn)行的速度慢，后期速度快，且易于對(duì)小尺寸的量子點(diǎn)層進(jìn)行刻蝕，本發(fā)明將靠近所述太陽能電池外延結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)層中量子點(diǎn)的尺寸設(shè)置的較小，靠近襯底的量子點(diǎn)層的尺寸設(shè)置的較大，氣體先對(duì)大體積的量子點(diǎn)層進(jìn)行刻蝕，然后對(duì)小體積的量子點(diǎn)進(jìn)行刻蝕，這樣隨著后期刻蝕速度的加快，靠近太陽能電池的量子點(diǎn)層可被迅速地被剝離下來，也有可能隨著大離子量子點(diǎn)層的去除而被帶下來，可縮短刻蝕性氣體與太陽能電池外延結(jié)構(gòu)的接觸時(shí)間，有利于對(duì)太陽能電池外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地保護(hù)，還縮短了靠近太陽能電池量子點(diǎn)層的去除速度。

優(yōu)選的，所述超晶格結(jié)構(gòu)由三層尺寸不同的AlAs量子點(diǎn)層制備而成時(shí)，離太陽能電池外延結(jié)構(gòu)最近的量子點(diǎn)層中量子點(diǎn)的直徑為1～10nm，中間量子點(diǎn)層中量子點(diǎn)直徑范圍為15～20nm，離所述太陽能電池外延結(jié)構(gòu)最遠(yuǎn)的量子點(diǎn)層中量子點(diǎn)的直徑為25～30nm。

優(yōu)選的，所述三層尺寸不同的AlAs量子點(diǎn)層的制備方法為，先生長(zhǎng)離所述太陽能電池外延結(jié)構(gòu)最遠(yuǎn)的量子點(diǎn)層，生長(zhǎng)條件為，溫度800～810℃，生長(zhǎng)時(shí)間為20～25s，總流量為8000～8100sccm；然后生長(zhǎng)中間層量子點(diǎn)層，生長(zhǎng)條件為溫度780～790℃，生長(zhǎng)時(shí)間為15～20s，總流量為7500～7600sccm；最后生長(zhǎng)離所述太陽能電池最近的量子點(diǎn)犧牲層，生長(zhǎng)條件為，溫度760～770℃，生長(zhǎng)時(shí)間為10～15s，總流量為7000～7100sccm。