[發(fā)明專利]一種納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110616416.6
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113066907B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李俊承;米萬里;吳洪清;徐培強;白繼鋒;潘彬;王向武
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌凱迅光電有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;H01L31/0687
• 代理公司: 南昌金軒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 36129
• 代理人: 李楠

1.一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：對外延片進(jìn)行背電極制作、正面焊點圖形制作和活化處理得到活化外延片；

其中，S1所述制作背電極的方法為：對電池外延片的的背面進(jìn)行清洗后蒸鍍背電極，背電極含有金屬Pd；

所述清洗的方法為：在外延片的正面采用等離子增強化學(xué)氣相沉積方式沉積厚度為200nm-500nm的SiO₂層，采用的沉積溫度為200℃；然后在SiO₂層上采用旋涂法涂覆液態(tài)聚酰亞胺，涂覆完成后在450℃和N₂環(huán)境中固化60min形成聚酰亞胺薄膜對外延片正面進(jìn)行保護(hù)，然后采用硝酸、氫氟酸和醋酸的混合酸液對外延片背面腐蝕5min，使用去離子水沖洗干凈混合酸液；

S2：將聚苯乙烯納米球分散劑采用450倍-550倍的水稀釋后，加入水質(zhì)量的3%-5%的十二烷基磺酸鈉，在溫度為20℃-30℃，濕度為40%-60%下靜置4h-6h，使得聚苯乙烯納米球在溶液表面形成緊密的單分子膜層，得到聚苯乙烯納米球混合液；

S3：將S1的活化外延片從一側(cè)緩慢沉入S2制備的聚苯乙烯納米球混合液中，使得外延片表面從單分子膜層下方緩慢經(jīng)過，將聚苯乙烯納米球轉(zhuǎn)移到外延片表面；

S4：將附著有聚苯乙烯納米球的外延片表面自然干燥，形成緊密排列的聚苯乙烯納米球模板；

S5：將S4干燥后的外延片在115℃-125℃下，氮氣環(huán)境中，加熱25min-35min，至外延片表面的小球直徑縮小為原來的80%-85%，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；

S6：利用電子束蒸發(fā)的方式，在外延片表面沉積2μm-3μm的Ag，在丙酮溶液中超聲使得聚苯乙烯納米球和外延片分離，在分離的同時帶走蒸鍍在聚苯乙烯納米球上的正極金屬，留下的金屬形成網(wǎng)格狀電極；

S7：使用退火爐對外延片進(jìn)行退火，使用金剛石切割機進(jìn)行劃片切割，形成單體電池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，S1所述外延片的制備方法為：在Ge基板上，采用金屬有機氣相沉積方式依次外延生長制作出Ge電池、GaAs電池與InGaP電池。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，各個子電池之間，以隧穿結(jié)進(jìn)行連接，隧穿結(jié)為GaAs同質(zhì)隧穿結(jié)或者AlGaAs/GaInP異質(zhì)隧穿結(jié)，在結(jié)尾處，生長300nm-500nm的N型GaAs，作為歐姆接觸層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，所述硝酸、所述氫氟酸和所述醋酸的體積之比為2:1:7或1:1:6，其中硝酸的質(zhì)量濃度為65%-85%；氫氟酸質(zhì)量濃度為40%，醋酸質(zhì)量濃度為85%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，所述蒸鍍背電極的方法為：使用電子束蒸發(fā)的方式，蒸鍍背面電極，背電極的材料為PdAgAu或者PdAg。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，S1所述正面焊點圖形制作之前包括對外延片正面進(jìn)行清洗。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，所述正面進(jìn)行清洗的方法為：使用手術(shù)刀片將正極表面的聚酰亞胺薄膜劃出溝道，使用10%的HF水溶液，對正極表面進(jìn)行浸泡去除聚酰亞胺薄膜，然后將電池外延片依次在丙酮超聲5min、異丙醇超聲5min，最后在110℃下氮氣氛圍中烘15min即得。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，S1所述正面焊點圖形制作的方法為：采用負(fù)膠曝光出特定圖形后進(jìn)行金屬電極蒸鍍，蒸鍍完成后浸泡丙酮溶液，剝離出電極圖形。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種具有納米網(wǎng)狀表面電極的三結(jié)砷化鎵太陽電池的制備方法，其特征在于，所述金屬電極蒸鍍?yōu)橐来握翦傾uGe、Au、Ag和Au，蒸鍍厚度分別為150nm、50nm、3500nm和100nm。