[發明專利]一種制作三結太陽電池的方法及三結太陽電池

在審

• 申請號: 202011264394.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112103365A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李俊承;米萬里;孫志泉;楊文斐;吳洪清;徐培強;張銀橋;王向武;潘彬
• 申請（專利權）人: 南昌凱迅光電有限公司
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/0725;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 孫文偉

本發明公開了一種制作三結太陽電池的方法及三結太陽電池，其中，制作三結太陽電池的方法包括以下步驟：首先GaSb電池以及InGaP子電池與GaAs子電池，采用外延生長技術在GaSb襯底上外延生長GaSb電池結構，采用倒置生長技術在GaAs襯底上一次外延出InGaP子電池、GaAs子電池結構；而后在兩種外延片上，沉積ITO導電薄膜；之后對ITO導電薄膜表面進行拋光；而后將兩種外延片進行鍵合；鍵合完成即可將GaAs襯底從外延層上剝離；而后進行芯片制作工藝，制作上下電機、減反射膜，并通過劃片形成單體電池。本發明公開的制作三結太陽電池的方法具有制作良率高、成本低的優點，并且制成的電池可以對長波段的太陽光譜進行良好吸收的優點。

技術領域

本發明涉及太陽電池領域，尤其涉及一種制作三結太陽電池的方法及三結太陽電池。

背景技術

以鍺為基板的砷化鎵（GaAs）三結太陽電池（結構InGaP/GaAs/Ge），目前已經基本代替了晶硅太陽電池，成為了現有空間飛行器使用的主要空間電源。主要原因是三結砷化鎵太陽電池擁有更高的轉換效率，目前三結砷化鎵太陽電池的轉換效率平均達到30%的水平。但是由于外延技術與材料本身帶隙的限制，現在主流的砷化鎵三結太陽電池對于1000nm之后的太陽光譜的吸收，主要是依靠Ge（鍺）電池，但是Ge材料吸收有限，這樣就大大限制整體電池轉換效率的提升，造成長波段太陽光譜的浪費。

發明內容

為了克服現有技術中三結太陽電池存在無法對1000nm之后的太陽光譜進行有效的吸收，導致電池轉換效率無法提升的缺陷，本發明所需要解決的問題在于提出一種制作三結太陽電池的方法及三結太陽電池，具有可以有效的吸收波長超過1000nm的太陽光的功能，進而提高整體電池轉換效率。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一方面提供了一種制作三結太陽電池的方法，包括以下步驟：

S1、制作GaSb電池，采用外延生長技術在GaSb襯底上外延生長GaSb電池結構；

S2、制作InGaP子電池與GaAs子電池，采用倒置生長技術在GaAs襯底上一次外延出InGaP子電池、GaAs子電池結構；

S3、沉積ITO導電薄膜，在GaSb襯底外延生長的最前端的端面上沉積ITO導電薄膜，并在GaAs襯底外延生長的最前端的端面上同樣沉積ITO導電薄膜；

S4、拋光，采用CMP技術對GaSb襯底以及GaAs襯底上的ITO導電薄膜進行表面拋光；

S5、直接鍵合，采用直接鍵合技術將兩種外延片進行鍵合，鍵合的面為步驟S4中的拋光面；

S6、剝離GaAs襯底，將步驟S2中使用的GaAs襯底從外延層上剝離；

S7、芯片制作，利用芯片制造工藝，制作上下電極、減反射膜，最后劃片形成單體電池。

優選地，步驟S1中的GaSb襯底上依次外延生長出背反射層、基區層、發射區層、窗口層、GaSb cap層，且背反射層同時作為緩沖層。

優選地，所述GaSb cap層、所述發射區層、所述窗口層摻雜均為N型，所述背反射層、所述基區層摻雜均為P型。

優選地，步驟S2中的GaAs襯底依次外延生長出犧牲層、GaAs cap層、AlInPwindow、InGaP emitter、InGaP base、GaAs/AlGaAs TJ、GaAs window、GaAs emitter、GaAsbase、AlGaAs BSF。

優選地，步驟S6中剝離GaAs襯底的方式具體為通過HF溶液將所述犧牲層腐蝕去除，進而使得GaAs襯底與其它外延生長層脫離，以便于對GaAs襯底的回收再利用。

優選地，步驟S6中還包括采用磁力攪拌的方式對HF溶液進行攪拌。