[發明專利]一種免切割的柔性砷化鎵太陽電池及其制作方法

有效

• 申請號: 202110169244.2
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112510122B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 肖祖峰;丁亮;丁杰;何鍵華;黃嘉敬
• 申請（專利權）人: 中山德華芯片技術有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/02;H01L31/0304
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

本發明公開了一種免切割的柔性砷化鎵太陽電池及其制作方法，制作方法包括以下步驟：在砷化鎵襯底上生長一外延層；在外延層上制備作為正電極的柔性襯底；剝離去除砷化鎵襯底；在柔性襯底上貼合臨時剛性襯底；制備至少兩個間隔設置的負電極；在負電極的周圍制備減反射膜，且相鄰兩個負電極周圍的減反射膜之間預留有未覆蓋減反射膜的分割區；覆蓋光刻膠；根據芯片尺寸要求將分割區的外延層及柔性襯底腐蝕，并去除光刻膠；去除臨時剛性襯底，制得柔性砷化鎵太陽電池。通過在制備負電極及減反射膜時預留分割區，結合蝕刻工藝將分割區的外延層及柔性襯底腐蝕，從而無需切割即可得到各種不同規格尺寸的芯片，進而降低了芯片制作成本，提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，特別涉及一種免切割的柔性砷化鎵太陽電池及其制作方法。

背景技術

砷化鎵太陽電池作為第三代太陽電池，具有轉化效率高、溫度特性好、耐輻照性能強和重量輕等優點，而柔性砷化鎵電池除以上優點外，還具有具有超薄、可彎曲的優點。

傳統的柔性砷化鎵電池的制備方法為：砷化鎵襯底上生長外延層；在外延層上制備作為正電極的柔性襯底；剝離砷化鎵襯底；臨時剛性襯底貼合；負電極制備與帽層腐蝕；減反膜制備；剛性襯底去除；機械或激光切割成獨立的芯片。需要使用切割工藝的芯片具有以下缺點：

（1）量產過程需要切割成本的投入；

（2）切割時間長；

（3）切割后會有芯片側壁襯底金屬與外延層連通，有漏電風險，造成良率損失；

（4）為提高芯片性能，切割后需要對芯片側壁進行鈍化處理，增加了工藝難度與成本。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種免切割的柔性砷化鎵太陽電池及其制作方法，能夠避免傳統切割工藝的諸多弊端。

根據本發明第一方面實施例的一種免切割的柔性砷化鎵太陽電池制作方法，包括以下步驟：S100、在砷化鎵襯底上生長一外延層；S200、在所述外延層上制備作為正電極的柔性襯底；S300、剝離去除所述砷化鎵襯底，得到帶有所述柔性襯底的外延層薄膜；S400、在所述柔性襯底上背向所述外延層的一面貼合一臨時剛性襯底；S500、在所述外延層薄膜剝離所述砷化鎵襯底的一面制備至少兩個間隔設置的負電極；S600、在所述負電極的周圍制備減反射膜，且相鄰兩個所述負電極周圍的減反射膜之間預留有未覆蓋減反射膜的分割區，所述分割區與芯片尺寸要求一致；S700、在所述負電極及減反射膜上覆蓋光刻膠；S800、根據芯片尺寸要求將分割區的外延層及柔性襯底腐蝕，并去除光刻膠；S900、去除所述臨時剛性襯底，制得柔性砷化鎵太陽電池。

根據本發明第一方面實施例的柔性砷化鎵太陽電池制作方法，至少具有如下有益效果：通過在制備負電極及減反射膜時預留分割區，結合蝕刻工藝將分割區的外延層及柔性襯底腐蝕，從而無需切割即可得到各種不同規格尺寸的芯片，進而降低了芯片制作成本，提高了生產效率，并且還降低了芯片漏電風險，提高生產良率，相比傳統切割后的鈍化工藝，降低了工藝難度與成本。

根據本發明第一方面的一些實施例，所述步驟S100中的外延層為依次生長在所述砷化鎵襯底上的AlAs犧牲層、GaInP頂電池、中頂隧穿結、GaAs中電池、中底隧穿結、InGaAs底電池。

根據本發明第一方面的一些實施例，所述步驟S200中的柔性襯底為位于所述InGaAs底電池上的金屬襯底，該金屬襯底由Pd、Cu組成。

根據本發明第一方面的一些實施例，所述步驟S300中剝離去除所述砷化鎵襯底通過浸入HF溶液中，將所述AlAs犧牲層腐蝕掉，以使所述砷化鎵襯底脫落。