一种GaAs系太阳能电池三层减反膜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种GaAs系太阳能电池三层减反膜，由从下往上依次层状叠加的第一层二氧化钛薄膜、第二层二氧化钛薄膜及一层二氧化硅薄膜组成，其中，在GaAs系太阳能电池的窗口层或顶电池材料上通过电子束蒸镀沉积出第一层二氧化钛薄膜，在所述第一层二氧化钛薄膜上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出第二层二氧化钛薄膜，在所述第二层二氧化钛薄膜上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出一层二氧化硅薄膜，形成表面减反结构。本实用新型专利技术可以提升太阳能电池光电转换效率，保证良好的电池片外观，提高太阳能电池片的电性良率，同时减缓了蒸镀机台衬板的更换频率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池的
，尤其是指一种GaAs系太阳能电池三层减反膜。
技术介绍
随着世界传统能源供应短缺的危机日益严重，太阳能作为清洁、可再生能源愈发得到重视，光伏发电成为了目前利用太阳能的热点研究领域。太阳能电池是把光能直接转换为电能的光电子器件，其光电转化效率的提高一直是人们关注的主要问题，而影响太阳能电池光电转化效率的主要因素之一为入射光的反射损失，进而减反射膜的优化设计就成为研究热点之一。从太阳能电池光电转换效率定义来看，为提高电池的光电转换效率，应减少电池表面的光反射损失，增加光入射。目前主要采用的方法是在电池表面镀一层或多层光学性质匹配的减反射膜，而Ti02/A1203、Ti02/Si02、Ta205/Si02、MgF2/Si02等是应用较为广泛的几种减反膜系。如图2所示的现有技术中的GaAs系太阳能电池减反膜，包括二氧化钛与二氧化硅两层薄膜，其中二氧化钛薄膜02采用离子源辅助电子束蒸镀的方法直接沉积在GaAs系外延片的窗口层或顶电池材料01上，二氧化硅薄膜03直接沉积在二氧化钛薄膜02上。在所述的现有技术中的GaAs系太阳能电池减反膜镀制前，离子源将会提前2分钟开启，清洁GaAs系外延片表面，所以此时，如果不能很好地调节、控制离子源的功率，则可能对外延片表面造成物理损伤，并且离子源释放的制程气(氧气)将会对金属银栅线电极04侧壁进行轰击与氧化，造成太阳能电池片外观异常，光电转换效率减小，良率降低。实际生产时，在一层或多层光学性质匹配的减反射膜镀制过程中，经常采用射频离子源或霍尔源进行离子束辅助镀膜。离子源产生的等离子体对GaAs系外延片表面可起到清洁的作用，但若离子源功率过大时则等离子体容易对GaAs系外延片表面造成一定程度的物理损伤，且离子源释放的部分未解离的氧气容易氧化银栅线电极，导致太阳能电池光电转换效率减小、外观异常，太阳能电池片整体良率降低。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种GaAs系太阳能电池三层减反膜，可以提升太阳能电池光电转换效率，保证良好的电池片外观，提高太阳能电池片的电性良率，同时减缓了蒸镀机台衬板的更换频率。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为:一种GaAs系太阳能电池三层减反膜，由从下往上依次层状叠加的第一层二氧化钛薄膜、第二层二氧化钛薄膜及一层二氧化硅薄膜组成，其中，在GaAs系太阳能电池的窗口层或顶电池材料上通过电子束蒸镀沉积出第一层二氧化钛薄膜，在所述第一层二氧化钛薄膜上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出第二层二氧化钛薄膜，在所述第二层二氧化钛薄膜上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出一层二氧化硅薄膜，形成表面减反结构。所述第一层二氧化钛薄膜的厚度为1nm?25nm，折射率为1.808?2.2900所述第二层二氧化钛薄膜的厚度为25nm?45nm，折射率为2.198?2.570。所述二氧化娃薄膜的厚度为70nm?llOnm，折射率为1.4?1.7。所述第一层二氧化钛薄膜、第二层二氧化钛薄膜及二氧化硅薄膜的镀制真空度为IxlO4Pa,加热温度为40?100°C，真空腔体内通入氧气lOsccm，离子源电流为100?500mA，电压为 100 ?1500V。本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:1、本技术所提供的GaAs系太阳能电池三层减反膜是在现有技术的两层减反膜基础上，增加了第一层二氧化钛保护层，避免第二层二氧化钛薄层与二氧化硅薄层镀制时等离子体对GaAs系太阳能电池外延片表面及金属银栅线电极的物理轰击与氧化，一定程度上提高了太阳能电池的光电转换效率，解决了电池片外观异常，提高了太阳能电池片的良率。2、镀制的二氧化钛薄膜可以可有效减轻离子源产生的等离子体对GaAs系太阳能电池片表面产生的物理损伤。3、二氧化钛薄膜对太阳能电池及金属银栅线电极表面起到保护的作用，避免了等离子体(制程气为氧气)对金属银栅线电极侧壁的轰击与氧化，提升太阳能电池光电转换效率，保证良好的电池片外观，提高了太阳能电池片的良率。【附图说明】图1为本技术所述GaAs系太阳能电池三层减反膜的横截面示意图。图2为现有技术的GaAs系太阳能电池片的横截面示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本实施例所述的GaAs系太阳能电池三层减反膜，由从下往上依次层状叠加的第一层二氧化钛薄膜2、第二层二氧化钛薄膜3及一层二氧化硅薄膜4组成，其中，在GaAs系太阳能电池的窗口层或顶电池材料I上通过电子束蒸镀沉积出第一层二氧化钛薄膜2，在所述第一层二氧化钛薄膜2上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出第二层二氧化钛薄膜3，在所述第二层二氧化钛薄膜3上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出一层二氧化硅薄膜4，形成表面减反结构。其具体制备方法如下:1、镀膜前期准备1.1)将GaAs太阳能电池外延片用丙酮、HCl溶液去除表面的有机和无机玷污。1.2)上述外延片在快排冲洗槽中冲水，去除清洗残留，直至水阻值达10ΜΩ以上。1.3)将冲洗后的外延片在甩干机中甩干，除去残留水渍。1.4)将洗净后的外延片依次经过黄光匀胶、光刻、显影、烘烤等工艺，采用光刻胶在待蒸镀的外延层表面形成金属蒸镀图案，蒸镀正面电极。1.5)将蒸镀后的GaAs太阳能电池依次进行背电极蒸镀、合金。1.6)将已合金的GaAs太阳能电池采用湿法腐蚀的方法腐蚀掉帽层，露出窗口层，用太阳能测试仪测出蒸镀前GaAs太阳能电池的短路电流；而后冲水，去除清洗残留，直至水阻值达10ΜΩ以上。1.7)将冲洗后的外延片在甩干机中甩干，除去残留水渍。1.8)将洗净后的外延片依次经过黄光匀胶、光刻、显影、烘烤等工艺，采用光刻胶在待蒸镀的外延层表面形成光学膜蒸镀图案。2、蒸镀过程2.1)将上述GaAs系太阳能电池放入镀锅，在窗口层或顶电池材料I上，直接采用电子束蒸镀的方式沉积出第一层二氧化钛薄膜2，此薄膜制备过程中不启用离子源，其厚度为1nm?25nm，折射率为1.808?2.290。作为GaAs系太阳能电池片的氧化膜保护层，避免后续等离子体对GaAs系太阳能电池外延片表面及金属银栅线电极5的物理轰击与氧化。2.2)在第一层二氧化钛薄膜2上，采用离子源辅助电子束蒸镀的方式沉积第二层二氧化钛薄膜3，其厚度为25nm?45nm，折射率为2.198?2.570，主要作用是匹配折射率，增加太阳能电池表面光吸收。2.3)在第二层二氧化钛薄膜3上，采用离子源辅助电子束蒸镀的方式沉积一层二氧化娃薄膜4，其厚度为70nm?llOnm，折射率为1.4?1.7，主要是形成表面减反结构，使三层膜匹配成一套完整的三层减反膜结构。2.4)上述第一层二氧化钛薄膜2、第二层二氧化钛薄膜3及二氧化硅薄膜4是在真空镀膜机进行薄膜镀制，薄膜镀制过程中，真空度为IxlO 4Pa-1xlO 6Pa ;加热温度为40?100C ;真空腔体内通入氧气10sccm-20sccm ;第二层二氧化钛薄膜3与二氧化娃薄膜4制备时离子源开启，离子源电流为100?500mA ;电压为100?1500V。3、蒸镀结果观察3.1)将用以上方法蒸镀后的GaAs陪片在金相显微镜下观察膜层外观。3.2)将用以上方法蒸镀后的GaAs陪片采用光学膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaAs系太阳能电池三层减反膜，其特征在于：由从下往上依次层状叠加的第一层二氧化钛薄膜、第二层二氧化钛薄膜及一层二氧化硅薄膜组成，其中，在GaAs系太阳能电池的窗口层或顶电池材料上通过电子束蒸镀沉积出第一层二氧化钛薄膜，在所述第一层二氧化钛薄膜上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出第二层二氧化钛薄膜，在所述第二层二氧化钛薄膜上采用离子源辅助电子束蒸镀沉积出一层二氧化硅薄膜，形成表面减反结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑贵忠，彭娜，张杨，陈升阳，潘旭，杨翠柏，王智勇，
申请(专利权)人：瑞德兴阳新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44