[发明专利]一种免切割的柔性砷化镓太阳电池及其制作方法

说明书

本发明公开了一种免切割的柔性砷化镓太阳电池及其制作方法，制作方法包括以下步骤：在砷化镓衬底上生长一外延层；在外延层上制备作为正电极的柔性衬底；剥离去除砷化镓衬底；在柔性衬底上贴合临时刚性衬底；制备至少两个间隔设置的负电极；在负电极的周围制备减反射膜，且相邻两个负电极周围的减反射膜之间预留有未覆盖减反射膜的分割区；覆盖光刻胶；根据芯片尺寸要求将分割区的外延层及柔性衬底腐蚀，并去除光刻胶；去除临时刚性衬底，制得柔性砷化镓太阳电池。通过在制备负电极及减反射膜时预留分割区，结合蚀刻工艺将分割区的外延层及柔性衬底腐蚀，从而无需切割即可得到各种不同规格尺寸的芯片，进而降低了芯片制作成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种免切割的柔性砷化镓太阳电池及其制作方法。

背景技术

砷化镓太阳电池作为第三代太阳电池，具有转化效率高、温度特性好、耐辐照性能强和重量轻等优点，而柔性砷化镓电池除以上优点外，还具有具有超薄、可弯曲的优点。

传统的柔性砷化镓电池的制备方法为：砷化镓衬底上生长外延层；在外延层上制备作为正电极的柔性衬底；剥离砷化镓衬底；临时刚性衬底贴合；负电极制备与帽层腐蚀；减反膜制备；刚性衬底去除；机械或激光切割成独立的芯片。需要使用切割工艺的芯片具有以下缺点：

（1）量产过程需要切割成本的投入；

（2）切割时间长；

（3）切割后会有芯片侧壁衬底金属与外延层连通，有漏电风险，造成良率损失；

（4）为提高芯片性能，切割后需要对芯片侧壁进行钝化处理，增加了工艺难度与成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种免切割的柔性砷化镓太阳电池及其制作方法，能够避免传统切割工艺的诸多弊端。

根据本发明第一方面实施例的一种免切割的柔性砷化镓太阳电池制作方法，包括以下步骤：S100、在砷化镓衬底上生长一外延层；S200、在所述外延层上制备作为正电极的柔性衬底；S300、剥离去除所述砷化镓衬底，得到带有所述柔性衬底的外延层薄膜；S400、在所述柔性衬底上背向所述外延层的一面贴合一临时刚性衬底；S500、在所述外延层薄膜剥离所述砷化镓衬底的一面制备至少两个间隔设置的负电极；S600、在所述负电极的周围制备减反射膜，且相邻两个所述负电极周围的减反射膜之间预留有未覆盖减反射膜的分割区，所述分割区与芯片尺寸要求一致；S700、在所述负电极及减反射膜上覆盖光刻胶；S800、根据芯片尺寸要求将分割区的外延层及柔性衬底腐蚀，并去除光刻胶；S900、去除所述临时刚性衬底，制得柔性砷化镓太阳电池。

根据本发明第一方面实施例的柔性砷化镓太阳电池制作方法，至少具有如下有益效果：通过在制备负电极及减反射膜时预留分割区，结合蚀刻工艺将分割区的外延层及柔性衬底腐蚀，从而无需切割即可得到各种不同规格尺寸的芯片，进而降低了芯片制作成本，提高了生产效率，并且还降低了芯片漏电风险，提高生产良率，相比传统切割后的钝化工艺，降低了工艺难度与成本。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述步骤S100中的外延层为依次生长在所述砷化镓衬底上的AlAs牺牲层、GaInP顶电池、中顶隧穿结、GaAs中电池、中底隧穿结、InGaAs底电池。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述步骤S200中的柔性衬底为位于所述InGaAs底电池上的金属衬底，该金属衬底由Pd、Cu组成。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述步骤S300中剥离去除所述砷化镓衬底通过浸入HF溶液中，将所述AlAs牺牲层腐蚀掉，以使所述砷化镓衬底脱落。