[发明专利]一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法

权利要求书

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。