[發明專利]一種柔性砷化鎵太陽能電池芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 202010313420.0
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111524984A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王兵;方亮;黃嘉敬;何鍵華;肖祖峰
• 申請（專利權）人: 中山德華芯片技術有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0687;H01L31/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種柔性砷化鎵太陽能電池芯片及其制作方法，包括：提供一柔性襯底，按照層狀疊加結構在柔性襯底表面依次設有第二鍵合層、第一鍵合層，第一電極；按照層狀疊加結構依次設于第一電極表面的GaInAs底電池、緩沖層、第二隧道結、GaAs中電池、第一隧道結、GaInP頂電池、接觸層；設于接觸層表面的第二電極，設于第二電極表面的減反膜；其中，所述第一電極和第二電極為同向水平電極。本發明避免了柔性砷化鎵電池因其柔性狀態，自動機臺吸取片后電池片自然翹曲，背面可焊接面積變小，無法固晶牢固的同時保證對位準確。

技術領域

本發明涉及太陽能電池的技術領域，尤其是指一種柔性砷化鎵太陽能電池芯片及其制作方法。

背景技術

能源在人類社會生存和發展中已經演變為決定社會進步的最為重要的物質基礎，隨著社會的發展,石油、天然氣、煤炭等不可再生能源逐漸減少,因此發展綠色能源迫在眉睫。太陽能是取之不盡、用之不竭的新能源，因此研究新能源并發展太陽能電池技術將在一定程度上緩解未來能源的短缺。相比剛性太陽能電池,柔性薄膜太陽能電池具有襯底材料種類繁多(如金屬、玻璃、塑料等),重量輕,可彎曲,表面覆蓋性好等優點,在航天和軍事領域有廣泛的應用前景。因此柔性薄膜太陽能電池成為了未來太陽能電池技術發展的重中之重。

與硅晶體太陽能電池和傳統薄膜電池相比，GaAs太陽能電池又具有轉換效率高，性能衰減少，耐溫性能好，使用壽命長的特點。1995年后我國開始采用MOCVD技術研制GaAs太陽能電池，并使用于神舟三號上，2015年我國自主研發GaAs太陽能電池轉換效率達到34.5％。到目前我國GaAs太陽能電池研究與制造雖然得到了快速的發展，但關鍵技術發展依然較為緩慢。

傳統GaAs太陽能電池封裝是自動機臺將匯流帶焊接到電池正面的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，焊帶的長度約為電池邊長的2倍。多出的焊帶與后面的電池片的背面電極相連，自動機臺需同時完成固晶與對位焊接工作。柔性砷化鎵電池因其柔性狀態，自動機臺取片后電池片自然翹曲，背面可焊接面積變小，無法固晶牢固的同時保證對位準確。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種柔性砷化鎵太陽能電池芯片及其制作方法，將正負極制作為同向水平電極，在柔性電池片背面任意點固晶均可，固晶完成后，電池片陣列可通過印刷等方式一次完成焊條制作，將電池片陣列電連接為一體，從而有效提升了柔性砷化鎵電池封裝良率，降低了封裝難度，便于自動化操作。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種柔性砷化鎵太陽能電池芯片，包括：

提供一柔性襯底，按照層狀疊加結構在柔性襯底表面依次設有第二鍵合層、第一鍵合層，第一電極；

按照層狀疊加結構依次設于第一電極表面的GaInAs底電池、緩沖層、第二隧道結、GaAs中電池、第一隧道結、GaInP頂電池、接觸層；

設于接觸層表面的第二電極，設于第二電極表面的減反膜；

其中，所述第一電極和第二電極為同向水平電極。

進一步，所述柔性襯底由Cu、Au、W、Cr中的一種或幾種組成；所述第一鍵合層和第二鍵合層由Au、Ni、Sn中的一種或幾種組成；所述第一電極由Au、Ni、Ag、Ti、Zn中的一種或幾種組成；所述第二電極由Au、Ni、Ag、Ti、Ge、Cu中的一種或幾種組成。

進一步，所述所述減反膜由TiO₂、Al₂O₃組成。

進一步，所述第一電極面積大于GaInAs底電池面積；所述第二電極為柵狀，其面積與接觸層面積相同，但小于GaInP頂電池的面積；所述減反膜覆蓋在GaInP頂電池表面，面積相等。

本發明也提供了上述柔性砷化鎵太陽能電池芯片的制作方法，包括以下步驟：

提供砷化鎵襯底；