[发明专利]一种具有砷化镓层器件上形成金属触点及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的具有砷化镓层器件，以及制备具有砷化镓层器件的方法。

背景技术

化石燃料正以日益增长的速率耗尽，所以对替代能源的需要变得越来越明显。源自风、源自太阳及源自流水的能量提供对诸如煤、石油和天然气的化石燃料的可再生的、环境友好的替代物。由于太阳能在地球上的几乎任何地方都容易得到，所以太阳能可能有朝一日成为可行的替代物。

为了利用来自太阳的能量，太阳能电池的结吸收光子以产生电子-空穴对，这些电子-空穴对被结的内部电场分离以产生电压，从而将光能转化为电能。所产生的电压可通过串联连接太阳能电池而增加，且电流可通过并联连接太阳能电池而增加。太阳能电池可在太阳电池板上组合在一起。逆变器可耦接至若干太阳电池板以将直流功率转换为交流功率。

然而，生产太阳能电池的当前高成本相对于当代器件的低效率水平阻止太阳能电池成为主流能源，并且限制太阳能电池可适合的应用。在具有砷化镓层器件的常规制造工艺期间，金属触点常常通过气相沉积工艺沉积，并且在热退火工艺期间，通常被加热到高于300℃的温度。这些高温过程由于过度消耗时间和能量而往往是昂贵的。

因此，存在对具有提高的效率的具有砷化镓层器件以及以与常规太阳能电池相比降低的成本来制造这样的具有砷化镓层器件的方法的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种在具有砷化镓层器件上形成金属触点的方法，包括：在砷化镓层上沉积钯层；在所述钯层上沉积锗层；在所述锗层上沉积金属覆盖层；并且将所述具有砷化镓层器件加热，以形成布置在所述吸收层和所述金属覆盖层之间的钯锗合金层，其中，所述钯锗合金层为渐变层，所述渐变层在靠近所述吸收层处包含最高浓度的钯和最低浓度的锗，具有延伸至所述金属覆盖层的梯度，在靠近所述金属覆盖层处包含最高浓度的锗和最低浓度的钯。

其中所述温度在约20℃至约175℃的范围内，并且所述加热持续约5分钟至约60分钟范围内的时间段。

其中所述钯层具有范围内的厚度，并且在沉积工艺期间，所述钯层在约20℃至约200℃范围内的温度下被沉积。

其中所述锗层具有范围内的厚度，并且在沉积工艺期间，所述锗层在约20℃至约200℃范围内的温度下被沉积。

相应地，本发明还提供了一种布置在具有砷化镓层器件上的金属触点，包括：钯锗合金层，其布置在器件中砷化镓层上；及金属覆盖层，其布置在所述钯锗合金层上，其中，所述钯锗合金层为渐变层，所述渐变层在靠近所述吸收层处包含最高浓度的钯和最低浓度的锗，具有延伸至所述金属覆盖层的梯度，在靠近所述金属覆盖层处包含最高浓度的锗和最低浓度的钯。

本发明的制造方法能够在低温下制备具有砷化镓层器件上形成金属触点，使得器件的性能得以保持。

具体实施方式

本发明提供了一种操作简单，易于控制，成本低，所得产品面积大、导电率高，透光率高的太阳能电池透明石墨烯薄膜电极的制备方法。

本发明的实施方式大体涉及诸如具有砷化镓层器件的光电子半导体器件，且更具体地涉及布置在诸如具有砷化镓层器件的具有砷化镓层器件上的金属触点，以及涉及形成这样的金属触点的制造工艺。

在一个实施方式中，提供了一种布置在诸如具有砷化镓层器件的具有砷化镓层器件上的金属触点，且该金属触点包含布置在器件中砷化镓层上的钯锗合金层，及布置在钯锗合金层上的金属覆盖层。例如，覆盖层可包含布置在钯锗合金层上的粘附层和布置在粘附层上的导电层。在一些实施例中，钯锗合金层可具有范围内的厚度，例如粘附层可具有范围内的厚度。导电层可具有至少的厚度。

在另一个实施方式中，提供了一种在具有砷化镓层器件上形成金属触点的方法，且该方法包括：在器件中砷化镓层上沉积钯层，在钯层上沉积锗层，在锗层上沉积金属覆盖层，并且在退火工艺期间，将具有砷化镓层器件加热到约20℃至约275℃范围内的温度。例如，沉积覆盖层可包括在锗层上沉积粘附层，并且在粘附层上沉积导电层。钯层和锗层形成布置在吸收层和粘附层之间钯锗合金。在一些实施例中，在退火工艺期间，可将具有砷化镓层器件加热到约20℃至约175℃范围内的温度，持续约5分钟至约60分钟范围内的时间段，例如从约100℃至约150℃；或加热到约150℃至约275℃范围内的温度，并且持续至少约0.5分钟的时间段。

钯层可具有范围内的厚度，并且在沉积工艺期间，可在约20℃至约200℃范围内的温度下沉积。锗层可具有范围内的厚度，并且在沉积工艺期间，可在约20℃至约200℃范围内的温度下沉积。在一些实施例中，粘附层包含钛或钛合金，且具有至少的厚度。在其他实施例中，导电层包含金或金合金，且具有至少的厚度。在其他方面，器件中砷化镓层通常包含n-型砷化镓材料，而金属触点层可沉积在具有砷化镓层器件的背面。