[实用新型]一种柔性多结GaAs太阳电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高效多结太阳能电池制备技术，属于半导体材料技术领域。

背景技术

太阳能电池作为一种清洁能源，在国防和民用方面有巨大应用前景。随着世界航天工业的发展，高效率化合物半导体太阳能电池，广泛受到学术界和产业界的重视。

目前主流的空间用太阳电池，均采用Ge或者GaAs作为衬底材料，具有一定厚度的衬底（150μm左右）具有重量大，不可弯曲，易破碎等缺点，而且这种刚性的衬底更多的起到机械支撑的作用，必须成为独立的组件而并不能为飞行器提供动力。在火箭的运载能力一定的情况下，电源组件占有的空间越大，质量越大，就越会增加火箭额外的负担。并且刚性的衬底具有易破碎的缺点，增大了整个组件乃至整个供电系统的不稳定性。

芯片工艺采用wafer-bonding工艺，将电池倒过来bonding在Si片上，最后腐蚀掉衬底。这些工艺最后并不能减少原来衬底的固有缺点。而在一定程度上增加了上述不利因素，因为作为转移衬底的Si片，厚度往往会比原来的Ge或者GaAs衬底更厚，所以重量会反而会增大。并且Si片作为转移衬底，也是刚性的材料。而一些柔性的衬底材料，往往是绝缘体，所以正负电极只能制作在同侧，在吸光面电极增多，影响了太阳电池的光吸收，降低了太阳电池的转换效率。

实用新型内容

针对现有技术上的缺陷，本实用新型目的是提供一种可弯曲、不易破碎的柔性多结GaAs太阳电池。

本实用新型包括柔性衬底、上电极、下电极和由底电池、中电池、顶电池构成的电池外延结构，所述柔性衬底设置在电池外延结构的底电池背面，所述下电极设置在柔性衬底的另一面，在电池外延结构的顶电池上面设置两个上电极，在所述两个上电极之间设置减反射膜。

本实用新型具有一定的柔韧性，能够更好的节省空间。使用一种方法，在柔性衬底上制作出图形，并且通过金属使整个电池结构上下导通，在保持柔性的基础上可以直接应用于目前成熟的封装技术，并且适用于不同形状的组件。制成器件后，整个器件是柔性可弯曲的，不易破碎。可以适应不同形状的表面。与器件一起，成为一个整体，大大节省了整个系统的空间。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

具体制作方法：

1、首先在第二衬底100（如：N性GaAs 材料）上，利用旋涂技术，涂覆一层厚度为50～120μm的有机聚合物——聚酰亚胺作为柔性衬底200。

在旋涂时，采用独特的旋涂方式，先在基板上面，利用5000转/min高速旋转，先将低粘度的聚酰亚胺（1800～2000cp）涂覆在基板上面，形成一层均匀性较好的基底膜。然后降低转速到1000转/min，在基板旋转的情况下，将高粘度的聚酰亚胺（5000～6000cp）涂覆在有基底膜的基板上。形成具有厚度为50～120μm的聚酰亚胺层。

2、在旋涂后，利用光刻胶掩膜技术，在聚酰亚胺上面涂覆一层光刻胶，选择低转速匀胶，因为转速过高会导致之前涂覆的聚酰亚胺出现不均匀的现象。针对光刻胶的厚胶工艺，加长了曝光的时间，使得光刻胶可以充分的进行曝光，在显影方面，使用4%的KOH溶液进行显影，温度控制在20~25℃之间，经过1min的显影，KOH溶液将光刻胶上面的图形制作了出来，此时把带有光刻胶与聚酰亚胺的wafer进行冲水快排，经过一段时间的冲水，水分子将光刻胶图形内的KOH溶液分子置换出来，这样做得目的是防止KOH溶液对聚酰亚胺层的腐蚀，因为在这一步，含有光刻胶分子的KOH溶液对聚酰亚胺层腐蚀速率较快，会导致聚酰亚胺层图形被侧蚀的比较厉害。在冲水快排后，用3%KOH溶液，对聚酰亚胺层进行进一步的腐蚀，由于减低了KOH溶液浓度，聚酰亚胺的图形得到了很好的控制，此时用丙酮将聚酰亚胺上面的光刻胶去除，这样，就在在一定厚度的聚酰亚胺涂层上面，制作出了有规律的图形通孔。

3、将上步制成的制品在120℃～230℃环境温度下进行固化，然后降温。

固化时，在第一阶段，采用4小时的时间，在温度有120℃的环境下，烘烤一个小时，把聚酰亚胺中的水分充分的蒸发掉，然后在接下来的一个小时内，把温度由120℃均匀的提升到150℃，并且在150℃恒温一个小时，使不同粘度的聚酰亚胺融合在一起，在聚酰亚胺融合在一起后，利用1小时的时间，将温度提升到230℃并保持一个小时，让融合在一起的聚酰亚胺得到固化，此时开始降温。