[发明专利]倒装砷化镓太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种倒装砷化镓太阳能电池，包括外延片，外延片的正面设有正面N电极，背面设有背面P电极及背面N电极；外延片上设有通道，通道的内壁上包覆绝缘层，通道内设有用于连通正面N电极与背面N电极的导电柱；背面N电极与背面P电极之间设有绝缘隔离带。本发明还提供了该电池的制备方法，包括制作背面P电极、通道、绝缘层，电镀导电柱，制作背面N电极，制作绝缘隔离带，衬底剥离，制作正面N电极。本发明提供的倒装砷化镓太阳能电池，利用导电柱将正面N电极引至外延片背面，使得该外延片制成的芯片能够贴装使用，与现有技术中采用引线键合连接N电极与P电极的方式相比，具有应用方便、可靠性高、封装成本低的特点。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，更具体地说，是涉及一种倒装砷化镓太阳能电池，以及该倒装砷化镓太阳能电池的制备方法。

背景技术

砷化镓太阳能电池是以砷化镓(GaAs)为基体材料的太阳能电池，其发展已有40余年的历史。GaAs为直接跃迁型材料，其禁带宽度Eg＝1.43eV，理论上估算，GaAs单结太阳能电池的效率可达27％。从上世纪80年代后，GaAs太阳能电池技术经历了从LPE到MOCVD，从同质外延到异质外延，从单结到多结叠层结构的几个发展阶段，其发展速度日益加快，效率也不断提高，目前实验室最高效率已达到50％，产业生产转化率可达30％以上。而在光伏发电产业中，几乎占到全部产量的94％以上的单晶硅和多晶硅等硅基光伏电池，其在实验室里最高的转换效率为24.7％，工业规模生产的转换效率仅为18％，而砷化鎵太阳能电池光电转换效率比传统晶硅原料高出许多，在某些特定场合将成为市场主流。

现有技术中的倒装砷化镓太阳能电池的电极分布在太阳能电池外延片的正反两面，在应用时采用引线键合的方式实现正面电极与反面电极的连通，但是引线键合的强度不足，在实际应用中极易出现引线断裂或破损，影响太阳能电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒装砷化镓太阳能电池，旨在解决引线键合强度不足的问题，通过在外延片上设置通道，将正面N电极与背面N电极连通，以使该倒装太阳能电池外延片制成的芯片稳定可靠，且可贴装使用，应用方便，且利于芯片散热，提高了电池芯片的使用寿命，同时降低了芯片的封装成本。

本发明的另一个目的，是提供一种上述倒装砷化镓太阳能电池的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种倒装砷化镓太阳能电池，包括外延片，所述外延片的正面设有正面N电极，所述外延片的背面设有背面N电极及背面P电极；所述正面N电极与所述背面N电极通过设于所述外延片上的通道相连；所述通道的内壁上包覆有绝缘层，所述通道内设有用于连通所述正面N电极与所述背面N电极的导电柱；所述背面N电极与所述背面P电极之间设有绝缘隔离带。

进一步地，所述正面N电极包括分别设于所述外延片正面角点处的多边形结构，以及连接相邻两多边形结构的长条形结构。

进一步地，所述通道沿所述外延片的厚度方向设置。

进一步地，所述通道设有多个。

进一步地，所述正面N电极上设有减反射膜。

本发明还提供了一种倒装砷化镓太阳能电池的制备方法，用于制备上述的倒装砷化镓太阳能电池，其特征在于包括如下步骤：

A.在外延片的背面制作背面P电极；

B.在外延片上制作通道；

C.制作通道内壁的绝缘层；

D.使用电镀方法制作通道内的导电柱，电镀材料向外延片的背面扩散，形成背面N电极，电镀材料包覆在背面P电极上；

E.制作绝缘隔离带；

F.衬底剥离；

G.在外延片的正面制作正面N电极。