[发明专利]一种提高砷化镓太阳能电池光电转换效率的方法

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种提高砷化镓太阳能电池光电转换效率的方法。本发明在电池表面旋涂光刻胶，通过选择不同图案的掩膜版，利用光刻机将紫外光透过掩模版辐照在附有光刻胶的电池表面，去除曝光区域的光刻胶，得到掩膜版上的图案，最后利用离子束刻蚀在电池表面制备出特定的微纳减反结构，从而降低电池表面的反射率,提高电池的光电转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种用离子束刻蚀在电池表面制备微纳米减反结构,从而提高太阳能电池的光电转换效率的方法。

背景技术

砷化镓太阳能电池作为Ⅲ-Ⅴ族半导体电池中的代表,与硅太阳能电池相比,除了其具有较高的光电转换效率外,还具有较好的耐高温性能、较强抗辐射性能等。这些优异的性能使砷化镓太阳能电池非常适合用作空间能源电池,但是由于目前的研制水平和工艺问题,使得太阳能电池的光电转换效率仍有很大的提升空间,而提高太阳能电池的光电转换效率的最主要的方法之一就是提高电池表面的抗反射性能，其中刻蚀表面微结构是一种提高抗反射性能的有效方法。

离子束加工具有极高的加工精度，离子束加工是目前已知最精密的加工工艺，刻蚀精度可以达到纳米级，可以实现对轰击靶材的离子束束流密度和能量的精确控制；离子束加工加工质量高，适用范围广，可以对各种材料和低刚件零件进行加工；离子束加工对靶材污染少，离子束加工在真空环境中进行，加工过程对易氧化的金属、合金和半导体材料的影响极小。

发明内容

本发明的目的是提供基于离子束刻蚀砷化镓太阳能电池减反射结构的制备方法，从而提高砷化镓太阳能电池光电转换效率。

一种提高砷化镓太阳能电池光电转换效率的方法，采用离子束在砷化镓电池表面刻蚀微纳米减反结构，其特征在于，具体步骤为：

(1)用酒精清洗电池表面并用吹风机吹干。

(2)将电池背面粘贴在基板上固定，再将粘好电池的基板放置于EVG101旋涂机中旋涂光刻胶薄膜。

(3)旋涂完光刻胶薄膜后，将基片放置于真空干燥箱中保温烘干。

(4)选取掩模版，采用Karisuss Ma6光刻机将紫外光透过掩模版辐照在附有光刻胶的电池表面，对照射部分曝光。

(5)采用化学溶液腐蚀的方法溶解去除曝光区发生降解反应的光刻胶。

(6)离子束刻蚀设备发出定向高能离子束撞击带有太阳能电池的基板，刻蚀曝光区的电池表面，从而形成微结构。

进一步的，所述的电池为GaAs基单结异质太阳能电池，太阳能电池的结构包括正背面接触层、窗口层、发射区、基区、背散射场、缓冲区、衬底层。

进一步的，所述的EVG101旋涂机的运行参数为：旋涂时间为30s，加速度为1000rpm/s，速度为2000rpm。

进一步的，所述的真空干燥箱烘干，其温度为135℃，保温时间为15min。

进一步的，所述的掩模版为矩形，正方形或圆形；所述Karisuss Ma6光刻机的激光为13nm的极端紫外光，所用的光刻机的曝光时间为5s。

进一步的，所述的化学溶液为浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液。

进一步的，所述的离子束刻蚀设备运行参数设置为Beam current(离子束电流)：150mA，Beam vottage(离子束电压)：400V，Accel vottage(加速电压)：400V，Neut current(中性电流)：150mA，RF power(射频功率)300W；离子束是氩离子束。

进一步的，所述微纳米减反结构的底面尺寸为1μm～10μm，深度为10nm～300nm。

本发明的有益效果：