[发明专利]一种太阳能电池芯片结构及制备方法

权利要求书

1.一种太阳能电池芯片结构，依次包括层叠设置的前电极、电池层和背电极，其特征在于，在所述背电极和所述电池层之间设有折射层，在所述折射层远离光射入方向的一面设有凹陷，所述凹陷的内表面设有反射层I；在所述前电极与所述电池层的接触面上设有反射层II，光线可在所述反射层I与所述反射层II之间进行反射。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述前电极与所述凹陷在竖直方向上错位排布。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述凹陷为V型槽。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述V型槽与所述前电极在长度方向上平行；优选所述V型槽的长度与所述前电极的长度相等。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述背电极上设有与所述凹陷形状相匹配的凸起。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述折射层为DBR；优选所述DBR由折射率不同的ITO透明导电膜层交替层叠而成；更优选相邻所述ITO透明导电膜层的折射率差不低于0.45。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述ITO透明导电膜层的厚度为10～20nm，和/或，所述ITO透明导电膜层的层数为10～20层，和/或，所述凹陷的深度是所述折射层高度的1/8～1，和/或，所述V型槽的顶角为90～170°。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池芯片结构，其特征在于，所述电池层依次包括层叠设置的n型GaN欧姆接触层、n型GaN掺杂层、MQW多量子阱层InxGa1-xN吸收层、p型GaN掺杂层和p型GaN欧姆接触层；所述n型GaN欧姆接触层与所述前电极接触设置，所述p型GaN欧姆接触层与所述折射层接触设置。

9.一种制备太阳能电池芯片结构的方法，其特征在于，所述折射层的制备方法如下：

在所述电池层远离光射入的一面沉积不同折射率的ITO透明导电膜层以形成DBR，在所述DBR远离所述电池层的表面刻蚀形成凹陷，在凹陷内表面设置反射层；

优选利用PVD进行沉积；优选采用光刻胶结合等离子体刻蚀的方法进行刻蚀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在蓝宝石衬底临时衬底上，依次生长GaN缓冲层、ZnO牺牲层、n型GaN欧姆接触层、n型GaN掺杂层、MQW多量子阱层InxGa1-xN吸收层、p型GaN掺杂层、p型GaN欧姆接触层；

(2)利用PVD在p型GaN欧姆接触层沉积折射率不同的ITO透明导电膜层，使相邻层的折射率差不小于0.45，层为厚度10-20nm，循环重复沉积5-10次；

(3)在ITO导电层上旋涂光刻胶，经过光刻显影，在ITO上得到预设的图形；采用等离子体刻蚀，得到V型槽，V型槽与前电极平行排布，槽深度50-400nm，V型顶角90-170°，利用HCl溶液进行抛光；

(4)采用PVD在V型槽的孔内，蒸镀填充金属Ag，形成了镜面层；然后在镜面层上，用蒸镀或者电镀的方法，制作Au或者Cu等金属键合层；

(5)在Si衬底上采用蒸镀方式，制作厚度为1000nm的Au或者Cu作为金属键合层；然后将两金属键合层相对，在300-350摄氏度条件下，于6000～8000kg保压5～10min键合；

(6)将键合好的制品放入HCl溶液中反应，去除ZnO牺牲层，剥离临时衬底；

(7)在n型GaN欧姆接触层上旋涂光刻胶，经过光刻显影，图形化后，等离子体刻蚀，并进行抛光；使用PVD在图形化的n型GaN欧姆接触层上蒸镀Ag，形成镜面银，然后再在镜面银上蒸镀正面金属电极Au或者Cu；通过350～400摄氏度氮气氛围退火10～15min，使前电极与n型欧姆接触层形成良好的欧姆接触；

(8)机械减薄Si衬底后，在Si衬底背面采用蒸镀的方式，蒸镀厚度为80～150nm的金属电极，构成背电极。