[发明专利]一种制作在金属薄膜的砷化镓高效能太阳能电池及其制作方法

说明书

  

技术领域

本发明属于能源领域，特别是指一种制作在金属薄膜上的砷化镓高效能太阳能电池及其制作方法。 

背景技术

目前现有的传统高效能砷化镓太阳能电池是在砷化镓基板制作成N型砷化镓材料与P型砷化镓材料产生的界面吸收照射的太阳光，转换产生成电流输出的太阳能电池。 

由于砷化镓(GaAs)的基板是由砷化镓材料经多次精炼、纯化过程并经高温真空熔炉拉晶制作晶棒，经切片并双面抛光成的砷化镓芯片。 

传统的砷化镓太阳能电池基片制造过程烦琐、能耗大、成本高、易碎。 

砷化镓芯片加工成本非常高，而且厚度极薄的砷化镓芯片质地易碎，在制作太阳能电池的过程中损耗很大，并且制作成的砷化镓太阳能电池成品成本特高昂，且容易破碎，只能在一些精密仪器及航天设备上使用。 

目前现有另一种传统太阳能电池是以单晶硅或多晶硅为基板制作成N型硅材料与基板硅材料产生的界面吸收照射的太阳光，转换成电流输出的太阳能电池。 

传统的单晶硅多晶硅太阳能电池制造过程烦琐、能耗大，成品制作过程成本高，效果不佳，污染大且易碎。 

    由于硅的基板由硅材料也经多次精炼，纯化过程并经高温真空熔炉拉晶制作晶棒，经切片并双面抛光成的硅芯片。过程烦琐，加工成本也很高，质地易碎，但光电转换率效果不佳，且制作过程排放废气废水等，不免对周遭环境有影响。 

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种制作在金属薄膜的砷化镓高效能太阳能电池及其制作方法，该方法以不锈钢薄膜溅射镀上嫁接材料钨, 钼,或钽作基板取代砷化镓芯片作为基板，再交互淀积砷化镓材料层 实现提高产品质量、节约成本、制造工艺简便的目的。 

本发明的目的实现由以下技术方案完成： 

一种使用金属薄膜的砷化镓高效能太阳能电池，其特征在于所述太阳能电池的基板是由不锈钢薄膜加上溅射镀钨,钼,或钽作为嫁接材料层构成，在所述基板上交互淀积N型砷化镓材料与P型砷化镓材料电性相异的材料层。

所述之不锈钢薄膜厚度以0.26mm 为最符合经济原则 也最适合成品太阳能电池板之切割使用。 

一种制作在金属薄膜的砷化镓高效能太阳能电池的制作方法，其特征在于所述制作方法包含下述步骤：将表面溅射镀过钨，钼或钽作为嫁接材料的不锈钢金属薄膜作为基板材料，依顺序在真空腔室里以化学气相淀积的方式将已经过N型参杂及P型参杂气体材料，但不可同时淀积两种电性材料，必须分隔清楚，交互淀积电性相异的N型砷化镓材料与P型砷化镓材料的材料层以产生数个电性相异的材料之间的介面层。 

所述材料层的层数为四层 异电层介面为三面。 

所述材料层厚度为1000-1500A^O。 

所述金属薄膜与砷化镓材料之间的嫁接或转接材料层以钨，钼，或者是钽的金属薄层为佳，所述的薄层厚度为500-800A^O。 

本发明创造是以材料成本便宜的金属薄膜(尤其是不锈钢薄膜)取代昂贵的砷化镓芯片作为基板材料，在真空腔室里，以经过N型参杂及P型参杂气相化学淀积的方式，将N型砷化镓气体与P型砷化镓气体，交互淀积成长在金属薄膜的基板上，产生交互的电性相异的材料层介面，也就是产生数层可吸收照射的太阳光，转换产生成电流的异电质介面层，以产生电流输出的金属薄膜砷化镓太阳能电池。 

本发明的优点是：一、以成本非常低廉的金属薄膜特别是以不锈钢薄膜(厚度0.26mm、不锈钢薄板3.2m² 面积，重量才有1公斤，平均每平方呎不到5分美元成本) 取代非常昂贵的砷化镓芯片作为基板材料(直径2英吋砷化镓芯片/120美元)，大大的降低生产成本； 

二、金属薄膜，特别是不锈钢薄膜，材质强韧耐温，相对于现有技术中易碎的砷化镓芯片，不锈钢薄膜不易破损，而做成的金属薄膜砷化镓太阳能电池可挠曲，可卷曲于轴轮，运输和长时间储存都绝不影响其电性及光电转换率；

三、由于以坚固强韧的金属薄膜取代易碎的砷化镓芯片，在化学气体淀积制程过程中，基材材料损耗率特少；由于接受淀积之范围面积大，化学气体材料浪费少；

四、由于以简单的金属薄膜取代需经多重纯化精炼的砷化镓芯片，省却了多重纯化精炼的过程，可节省巨大能耗并达到减排二氧化碳的目的，可大大的减少有害环境的有毒尾气排放，减少对环境的污染；