太阳电池的制备方法技术

本发明专利技术提供一种太阳电池的制备方法，包括如下步骤：S1：光刻上电极，在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；S2：蒸镀上电极，将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极的外延片进行去胶；S3：蒸镀下电极，将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀；之后在刚才的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到：加厚金属Ag2，厚度为：3.0μm-5μm；本发明专利技术得到的太阳电池，电性能好、可靠性高、且提高了抗翘曲性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳电池制备工艺
，尤其是涉及一种太阳电池的制备方法。
技术介绍
重量轻，转换效率高，抗辐照性能好一直是砷化镓太阳电池追求的目标。通过结构设计可以提高转换效率和抗辐照性能，采用化学或机械方法减薄衬底可以降低电池重量，提高太阳电池阵质量比功率，大大减少发射重量，降低发射成本。目前空间用砷化镓太阳电池下电极普遍采用全覆盖式，该形式下电极虽然可以与太阳电池背面形成良好的接触，但全覆盖式下电极反而使翘曲问题更加严重，而且不能完全满足目前太阳电池越来越薄，重量轻，和可靠性高的发展趋势。所以，现有技术急需一种结构简单、工艺快捷、制造工艺效率提升的太阳电池，而这种电池的关键技术难点是如何在下电极功能的有效改进，也就是说，如何优化设计出一种有关下电极的制作工艺，使得太阳电池结构简单，工作效率高、且杜绝翘曲带来的负面效果。成为本领域技术人员攻关难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供工艺简单的下电极的制作工艺，其应用在太阳能电池上而得到一种结构简单、抗翘曲的太阳电池。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种太阳电池的制备方法，所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤：S1：光刻上电极在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；S2：蒸镀上电极将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极的外延片进行去胶；S3：蒸镀下电极将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀，之后在刚才的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到：加厚金属Ag2，厚度为：3.0μm-5μm；最终完成所述下电极3的制作过程。在步骤3之后还包括：步骤S4：划片、蒸镀减反射膜将蒸镀完下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，将外延片划成各规格的电池，然后腐蚀CAP层，在电池入光面蒸镀TiOx/Al2O3膜系。所述S1步骤中，烘烤的过程为：烘箱中烘烤，烘烤温度范围为80℃～90℃，烘烤时间为10min±3min；曝光时间为8s～10s；显影60s～90s，待显影完全后用清洗机冲洗6～8次，最后甩干机甩干或氮气吹干。在所述S2步骤中，将蒸镀好上电极的外延片进行去胶具体为：将外延片放入丙酮中浸泡不少于20min，取出后采用自动去胶机去胶，采用自动清洗机冲洗6～8次，再用甩干机甩干，完成去掉光刻胶的过程。所述S2步骤中，进行真空蒸镀依次得到：Au，50nm±7.5nm；Ge，100nm±15nm；Ag，5μm±750nm；Au，50nm±7.5nm；所述S3步骤中，进行真空蒸镀依次得到：Au，50nm±7.5nm；Ge，100nm±15nm；Ag1，1μm±0.15μm；所述加厚金属的厚度为3.4μm-4.6μm。所述S3步骤中，所述加厚蒸镀步骤具体为：包括有掩模版，将所述外延片连同掩模版一同放入镀膜机中，掩模版面朝向蒸发源；所述掩模版为类圆形，圆形区域中设置有通槽，金属Ag2沉积在所述通槽处。所述加厚金属Ag2的位置与焊点位置相重叠，且加厚Ag2区域的面积大于等于焊点面积。步骤3后得到下电极整体形状呈一个类圆状，其中类圆状的最上端设置有一定位直边，以经过类圆状的圆心并且垂直于定位直角边的直线为Y轴，以经过类圆状的圆心并且垂直Y轴的直线为X轴,以类圆状的圆心为零点；所述若干块状加厚金属沿X轴或Y轴对称设置；所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度与远离X轴方向设置的金属块的宽度的比值为(1.5-3):1。所述块状加厚金属中穿过X轴方向设置的金属块宽度为12mm，远离X轴方向设置的金属块的宽度的为4.6mm或6.6mm。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：1.本专利技术在完成常规的下电极金属层的制备后，又进行加厚金属蒸镀步骤，得到最终得到加厚的下电极结构，最终实现了既能保证与背表面的欧姆接触，又使电池重量减轻，保证电极牢固度，又能有效降太阳电池翘曲，进一步提升太阳能电池制造效率。2.本专利技术在加厚Ag2蒸镀步骤中应用的掩模版工艺，结构简单，操作工序简单，而且掩模版便于实际需要的方便替换，使得本专利技术应用常用十分广泛。3.在本专利技术中，在X轴或Y轴处设置金属块宽度和数量较多，进一步保障了下电极的工作效率，同时又降低了整体重量。4.同时本专利技术采用定位直边，定位精准，对于设置下电极在电池上时，安装方便快捷、准确高效。5.在本专利技术采用Au-Ge-Ag-Au和Au-Ge-Ag作为收集光生电流的上、下电极材料，与电池半导体材料形成良好的欧姆电阻接触，有效提高了电极的可焊性和牢固度。附图说明图1是本专利技术的下电极结构示意图；图2是本专利技术的太阳电池示意图；图3是本专利技术在X-Y坐标下下电极结构示意图；图4是本专利技术制备方法的流程示意图；图5是本专利技术制又一制备方法的流程示意图；图中：1—上电极、2-外延片、3-下电极、31-加厚金属块、32-非加厚区、4-定位直边。具体实施方式以下结合附图1-5来阐述本专利技术的具体实施方式：需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图4-5，一种太阳电池的制备方法，所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤：步骤S1：光刻上电极图形采用自动涂胶机在外延片入光面涂光刻胶(可以采用BP218胶，但是不限于此种)，涂完胶后将电池放入烘箱中烘烤，烘烤温度范围为80℃～90℃，烘烤时间为10min±3min；然后采用光刻机对涂胶面进行曝光，曝光时间为8s～10s。再将光刻好的外延片放入显影液中显影60s～90s，待显影完全后用清洗机冲洗6～8次。最后用甩干机甩干或氮气吹干。步骤S2：蒸镀上电极将外延片光刻面朝下即朝向蒸发源装入镀膜机中，设置蒸镀程序，蒸镀顺序和得到各层金属厚度为：Au，50nm±7.5nm；Ge，100nm±15nm；Ag，5μm±750nm；Au，50nm±7.5nm。抽真空状态下运行。然后将蒸镀好上电极的外延片放入丙酮中浸泡不少于20min，取出后采用自动去胶机去胶，光刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳电池的制备方法，其特征在于：所述太阳电池包括有上电极、外延片和下电极，所述上电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤：S1：光刻上电极在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机对外延片涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；S2：蒸镀上电极将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将蒸镀好上电极的外延片进行去胶；S3：蒸镀下电极将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸镀，之后在刚才的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到：加厚金属Ag2，厚度为：3.0μm‑5μm。

【技术特征摘要】
1.一种太阳电池的制备方法，其特征在于：所述太阳电池包括有上电
极、外延片和下电极，所述上电极和下电极分别紧密贴合设置在所述外延片
的上、下端面上，其制备方法包括如下步骤：
S1：光刻上电极
在所述外延片的入光面涂光刻胶，涂完胶后将电池烘烤，后采用光刻机
对外延片涂胶面进行曝光、显影、冲洗和干燥；
S2：蒸镀上电极
将所述外延片光刻面朝向蒸发源装入镀膜机中，进行真空蒸镀，然后将
蒸镀好上电极的外延片进行去胶；
S3：蒸镀下电极
将蒸镀完上电极的外延片放入镀膜机内，背面朝向蒸发源，进行真空蒸
镀，之后在刚才的蒸镀面进行加厚蒸镀步骤，得到：加厚金属Ag2，厚度为：
3.0μm-5μm。
2.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤S3
之后还包括：
步骤S4：划片、蒸镀减反射膜
将蒸镀完下电极的外延片放入自动划片机中，上电极面朝上，将外延片
划成各规格的电池，然后腐蚀CAP层，在电池入光面蒸镀TiOx/Al2O3膜系。
3.根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于：所述
S1步骤中，烘烤的过程为：在烘箱中烘烤，烘烤温度范围为80℃～90℃，烘
烤时间为10min±3min；
曝光时间为8s～10s；
显影60s～90s，待显影完全后用清洗机冲洗6～8次，最后甩干机甩干或

\t氮气吹干。
4.根据权利要求1或2所述的太阳电池的制备方法，其特征在于：在所
述S2步骤中，将蒸镀好上电极的外延片进行去胶具体过程为：将外延片放
入丙酮中浸泡不少于20min，取出后采用自动去胶机去胶，采用自动清洗机
冲洗6～8次，再用甩干机甩干，完成去掉光刻胶的过程；在所述S2步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：铁剑锐，杜永超，许军，肖志斌，王鑫，梁存宝，孙希鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，天津恒电空间电源有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12