[发明专利]用于对在外延剥离之后的晶圆进行再利用的热表面处理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月7日提交的美国临时申请No.61/595,916的权益，该临时申请的全文以引用方式并入本文。

关于联邦资助研究的声明

本发明利用美国政府支持在由美国陆军研究办公室(Army Research Office)授予的W911NF-08-2-0004下做出。政府享有本发明一定的权利。

联合研究协议

本公开的主题是根据大学-公司联合研究协议由下列团体中的一个或多个完成，并代表其名义和/或与其相关：密歇根大学(University of Michigan)和环球光子能量公司(Global Photonic Energy Corporation)。该协议在本公开的主题完成之时和之前有效，并且通过在该协议范围内进行的活动做出该协议。

技术领域

本公开总体上涉及通过使用外延剥离制造诸如柔性光伏器件的电子和光电子器件的方法。具体地讲，本公开涉及为了后续再利用而保持生长衬底的完整性。

背景技术

光电子器件依赖于材料的光学性质和电子性质，以用电子学方法来产生或检测电磁辐射或者从环境电磁辐射产生电力。

光敏光电子器件将电磁辐射转换成电力。也被称为光伏(PV)器件的太阳能电池是一类专门用于产生电能的光敏光电子器件。可以用太阳光之外的光源产生电能的PV器件可以用于驱动耗电负载，以提供例如照明、加热，或为诸如计算器、无线电设备、计算机或远程监控或通信设备的电子电路或装置供电。这些发电应用经常还涉及电池或其他能量存储装置的充电，使得当来自太阳或其他光源的直接照射不可用时能够继续操作，或根据特定应用的要求平衡PV器件的电力输出。当在本文中使用时，术语“电阻性负载”是指任何耗电或储电电路、装置、设备或系统。

另一种类型的光敏光电子器件是光电导体电池。在这种功能中，信号检测电路监控器件的电阻以检测由于吸收光而导致的变化。

另一种类型的光敏光电子器件是光电检测器。在操作中，光电检测器与电流检测电路结合使用，电流检测电路测量当光电检测器暴露于电磁辐射并可以具有施加的偏置电压时所产生的电流。本文描述的检测电路能够向光电检测器提供偏置电压并且测量光电检测器对电磁辐射的电子响应。

可以根据是否存在下文定义的整流结并且还根据器件是否使用也称为偏压或偏置电压的外加电压进行操作来表征这三种类别的光敏光电子器件。光电导体电池没有整流结并且通常使用偏压进行操作。PV器件具有至少一个整流结并且在没有偏压的情况下进行操作。光电检测器具有至少一个整流结，但通常并不是一直使用偏压进行操作。按惯例，光伏电池向电路、装置或设备供电，但是不提供信号或电流来控制检测电路或从检测电路输出信息。相比之下，光电检测器或光电导体提供信号或电流以控制检测电路或从检测电路输出信息，但是不向电路、装置或设备供电。

传统上，光敏光电子器件由多种无机半导体(例如，晶体、多晶和非晶硅、砷化镓、碲化镉等)构成。在本文中，术语“半导体”是指当受到热或电磁激发而感生电荷载流子时能够传导电力的材料。术语“光电导”一般涉及电磁辐射能量被吸收并从而被转换成电荷载流子的激发能以便载流子能够传导(即，传输)材料中的电荷的过程。术语“光电导体”和“光电导材料”在本文中用于指由于其为了吸收电磁辐射来产生电荷载流子的性质而被选择的半导体材料。

PV器件可以由它们能够将入射太阳能转换成可用电能的效率来表征。利用晶体或非晶硅的器件在商业应用中占主导地位，并且某些已经实现了23％或更大的效率。然而，有效的基于晶体的器件(尤其是表面积大的器件)由于在生产没有明显降低效率的缺陷的大晶体时固有的问题，生产起来困难且昂贵。另一方面，高效非晶硅器件仍然受到稳定性问题的困扰。目前可商购的非晶硅电池的稳定转换效率在4到8％之间。

可以对PV器件进行优化，以在标准照射条件(即，标准测试条件，其为1000W/m²、AMI.5光谱照射)下最大化电能产生，以用于最大化光电流乘以光电压的乘积。这种电池在标准照射条件下的电能转换效率取决于以下三个参数：(1)零偏压下的电流，即，短路电流I_SC，单位为安培、(2)开路条件下的光电压，即，开路电压V_OC，单位为伏特；(3)填充因子FF。