[发明专利]一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法在审
申请号: | 202010313420.0 | 申请日: | 2020-04-20 |
公开(公告)号: | CN111524984A | 公开(公告)日: | 2020-08-11 |
发明(设计)人: | 王兵;方亮;黄嘉敬;何键华;肖祖峰 | 申请(专利权)人: | 中山德华芯片技术有限公司 |
主分类号: | H01L31/0224 | 分类号: | H01L31/0224;H01L31/0687;H01L31/18 |
代理公司: | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人: | 冯炳辉 |
地址: | 528437 广东省中山*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 柔性 砷化镓 太阳能电池 芯片 及其 制作方法 | ||
1.一种柔性砷化镓太阳能电池芯片,其特征在于,包括:
提供一柔性衬底,按照层状叠加结构在柔性衬底表面依次设有第二键合层、第一键合层,第一电极;
按照层状叠加结构依次设于第一电极表面的GaInAs底电池、缓冲层、第二隧道结、GaAs中电池、第一隧道结、GaInP顶电池、接触层;
设于接触层表面的第二电极,设于第二电极表面的减反膜;
其中,所述第一电极和第二电极为同向水平电极。
2.根据权利要求1所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片,其特征在于:所述柔性衬底由Cu、Au、W、Cr中的一种或几种组成;所述第一键合层和第二键合层由Au、Ni、Sn中的一种或几种组成;所述第一电极由Au、Ni、Ag、Ti、Zn中的一种或几种组成;所述第二电极由Au、Ni、Ag、Ti、Ge、Cu中的一种或几种组成。
3.根据权利要求1所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片,其特征在于:所述所述减反膜由TiO2、Al2O3组成。
4.根据权利要求1所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片,其特征在于:所述第一电极面积大于GaInAs底电池面积;所述第二电极为栅状,其面积与接触层面积相同,但小于GaInP顶电池的面积;所述减反膜覆盖在GaInP顶电池表面,面积相等。
5.一种权利要求1至4任意一项所述柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供砷化镓衬底;
在砷化镓衬底表面依次制作剥离层、接触层、GaInP顶电池、第一隧道结、GaAs中电池、第二隧道结、缓冲层、GaInAs底电池;
在GaInAs底电池表面制作第一电极,在第一电极表面制作第一键合层;
提供一柔性衬底,在柔性衬底表面制作第二键合层,将第一键合层与第二键合层键合,形成砷化镓电池半成品;
对砷化镓电池半成品剥离层进行腐蚀,剥离砷化镓衬底并裸露出接触层,在接触层表面制作第二电极,对接触层进行腐蚀,裸露出GaInP顶电池;
在GaInP顶电池表面制作减反膜,对砷化镓电池半成品进行贯穿刻蚀至第一电极,得到所需的柔性砷化镓太阳能电池芯片。
6.根据权利要求5所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法,其特征在于:所述砷化镓衬底不掺杂单晶砷化镓材料。
7.根据权利要求5所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法,其特征在于:对砷化镓电池半成品剥离层腐蚀采用的是湿法腐蚀。
8.根据权利要求5所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法,其特征在于:对接触层进行腐蚀,具体如下:
使用柠檬酸与双氧水混合溶液对接触层进行湿法腐蚀,由于存在第二电极作为掩膜,湿法腐蚀仅会对无掩膜区域腐蚀至GaInP顶电池,使GaInP顶电池裸露出来;其中,混合溶液由1g固体柠檬酸、3ml双氧水、10ml水配比而成。
9.根据权利要求5所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法,其特征在于:在GaInP顶电池表面制作减反膜,采用的方法是等离子体辅助电子束蒸镀,具体如下:
首先对第二电极表面制作光刻胶掩膜,减反膜蒸镀完成后,通过撕膜方式去除第二电极表面的减反膜,再去除第二电极表面的光刻胶掩膜。
10.根据权利要求5所述的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法,其特征在于:对砷化镓电池半成品进行贯穿刻蚀至第一电极,具体是使用电感耦合等离子体对砷化镓电池半成品进行贯穿刻蚀,将砷化镓电池半成品的部分减反膜与外延层刻蚀;其中,刻蚀采用二次分段刻蚀,依次针对不同的结构和成分选择不同的刻蚀方法,第一段刻蚀使用气体Cl2与BCl3刻蚀至GaInAs底电池,第二段刻蚀使用气体BCl3与Ar2刻蚀至第一电极,分段刻蚀能够提高刻蚀的良率,减少对各层结构的损伤。
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