[发明专利]一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法，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。本发明避免了柔性砷化镓电池因其柔性状态，自动机台吸取片后电池片自然翘曲，背面可焊接面积变小，无法固晶牢固的同时保证对位准确。

技术领域

本发明涉及太阳能电池的技术领域，尤其是指一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法。

背景技术

能源在人类社会生存和发展中已经演变为决定社会进步的最为重要的物质基础，随着社会的发展,石油、天然气、煤炭等不可再生能源逐渐减少,因此发展绿色能源迫在眉睫。太阳能是取之不尽、用之不竭的新能源，因此研究新能源并发展太阳能电池技术将在一定程度上缓解未来能源的短缺。相比刚性太阳能电池,柔性薄膜太阳能电池具有衬底材料种类繁多(如金属、玻璃、塑料等),重量轻,可弯曲,表面覆盖性好等优点,在航天和军事领域有广泛的应用前景。因此柔性薄膜太阳能电池成为了未来太阳能电池技术发展的重中之重。

与硅晶体太阳能电池和传统薄膜电池相比，GaAs太阳能电池又具有转换效率高，性能衰减少，耐温性能好，使用寿命长的特点。1995年后我国开始采用MOCVD技术研制GaAs太阳能电池，并使用于神舟三号上，2015年我国自主研发GaAs太阳能电池转换效率达到34.5％。到目前我国GaAs太阳能电池研究与制造虽然得到了快速的发展，但关键技术发展依然较为缓慢。

传统GaAs太阳能电池封装是自动机台将汇流带焊接到电池正面的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带与后面的电池片的背面电极相连，自动机台需同时完成固晶与对位焊接工作。柔性砷化镓电池因其柔性状态，自动机台取片后电池片自然翘曲，背面可焊接面积变小，无法固晶牢固的同时保证对位准确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法，将正负极制作为同向水平电极，在柔性电池片背面任意点固晶均可，固晶完成后，电池片阵列可通过印刷等方式一次完成焊条制作，将电池片阵列电连接为一体，从而有效提升了柔性砷化镓电池封装良率，降低了封装难度，便于自动化操作。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种柔性砷化镓太阳能电池芯片，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。

进一步，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。

进一步，所述所述减反膜由TiO₂、Al₂O₃组成。

进一步，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。

本发明也提供了上述柔性砷化镓太阳能电池芯片的制作方法，包括以下步骤：

提供砷化镓衬底；