[发明专利]一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统

说明书

本发明涉及一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，属于太阳电池剥离技术领域；包括剥离液循环系统、剥离装置、传送系统和待剥离晶圆片；其中，剥离液循环系统水平放置；剥离装置设置在剥离液循环系统的上方；待剥离晶圆片固定在剥离装置中；传送系统设置在剥离装置的一侧；剥离液循环系统内置腐蚀液体，通过腐蚀液体实现对待剥离晶圆片的腐蚀；剥离装置实现对待剥离晶圆片的剥离，并将剥离后的部分通过传送系统传输；本发明实现了高速率、高质量批量剥离砷化镓系太阳电池的外延层(电池功能层)，实现了电池的薄膜化。

技术领域

本发明属于太阳电池剥离技术领域，涉及一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统。

背景技术

外延剥离技术是在薄膜电池外延层材料生长时，预先在衬底上生长一层AlAs牺牲层，待电池功能层生长完成后采用湿法侧向腐蚀，使用HF溶液腐蚀AlAs牺牲层，将电池功能层和原GaAs生长衬底分离开来。因为预先生长的牺牲层厚度约20nm左右，而电池片目前已做到4英寸甚至6英寸，进行剥离时因为反应通道狭窄、反应物难以逸出等原因，腐蚀速率只有每小时毫米级，腐蚀时间需要72小时甚至更久，此外，剥离时环境温度、剥离液的补充、反应物的快速逸出等因素均会影响剥离速率。

目前广泛运用于航天器、卫星、太空基地等领域的是三结刚性砷化镓太阳电池。但是随着未来航天任务的需求变化，逐渐对太阳电池阵的功率密度提出了更高要求。刚性电池不再满足需求，而以柔性衬底为代表的薄膜太阳电池既可以满足高功率密度的需求，又给予了更多太阳电池阵设计可能性。但是由于薄膜砷化镓太阳电池工艺制备时间长，工序复杂，严重影响了电池的产能和良品率，亟需开发高效率制备系统。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，实现了高速率、高质量批量剥离砷化镓系太阳电池的外延层(电池功能层)，实现了电池的薄膜化。

本发明解决技术的方案是：

一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，包括剥离液循环系统、剥离装置、传送系统和待剥离晶圆片；

其中，剥离液循环系统水平放置；剥离装置设置在剥离液循环系统的上方；待剥离晶圆片固定在剥离装置中；传送系统设置在剥离装置的一侧；剥离液循环系统内置腐蚀液体，通过腐蚀液体实现对待剥离晶圆片的腐蚀；剥离装置实现对待剥离晶圆片的剥离，并将剥离后的部分通过传送系统传输。

在上述的一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，所述腐蚀液体为氢氟酸。

在上述的一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，剥离液循环系统实现将氢氟酸加热至70℃-80℃；氢氟酸从剥离液循环系统流出至剥离装置，辅助待剥离晶圆片的剥离；并从剥离装置流回至剥离液循环系统。

在上述的一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，所述待剥离晶圆片包括下PI支撑层、衬底、外延层和上PI支撑层；其中，下PI支撑层水平放置的带状结构；衬底为圆形薄膜结构；衬底放置在下PI支撑层上；外延层为圆形薄膜结构；外延层设置在衬底上；上PI支撑层为水平放置的带状结构；PI支撑层设置在外延层的上方。

在上述的一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，衬底的下表面与下PI支撑层上表面胶粘；衬底与外延层之间设置有AlAs牺牲层；外延层上表面与上PI支撑层胶粘。

在上述的一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，所述剥离装置包括辅助开口斜面和转轴；辅助开口斜面倾斜放置；待剥离晶圆片贴放在辅助开口斜面的上表面；转轴设置在辅助开口斜面的上表面；通过转轴实现对待剥离晶圆片的剥离。

在上述的一种基于卷绕剥离的自动化薄膜电池外延层剥离系统，所述转轴带有自加热系统，实现对转轴加热，易于对待剥离晶圆片的剥离。