砷化镓太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种砷化镓太阳能电池，包括外延片，外延片的正面设有正面N电极，背面设有背面P电极及背面N电极；外延片上设有通道，通道的内壁上包覆绝缘层，通道内设有用于连通正面N电极与背面N电极的导电柱；背面N电极与背面P电极之间设有绝缘隔离带。本发明专利技术还提供了该电池的制备方法，包括外延片减薄，制作背面P电极、通道、绝缘层及绝缘隔离带，电镀导电柱，制作背面N电极、正面N电极。本发明专利技术提供的砷化镓太阳能电池，利用导电柱将正面N电极引至外延片背面，使得该外延片制成的芯片可靠，且能够贴装使用，与现有技术中采用引线键合连接N电极与P电极的方式相比，具有应用方便、使用寿命长、封装成本低的特点。

Gallium arsenide solar cell and its preparation method

The present invention provides a gallium arsenide solar cell, including an epitaxial piece, a front N electrode on the front of the epitaxial piece, a back P electrode and a back N electrode on the back; a channel is provided on the back of the epitaxial piece, an insulating layer is covered on the inner wall of the channel, and a conductive column for connecting the positive N electrode and the back N electrode is provided in the channel; the back is N electric. An insulating strip is arranged between the pole and the back P electrode. The invention also provides the preparation method of the battery, including the thinning of the epitaxial sheet, the fabrication of the back P electrode, the channel, the insulating layer and the insulation isolation belt, the electroplating conducting column, the back N electrode and the front N electrode. The gallium arsenide solar cell provided by the invention uses the conductive column to lead the front N electrode to the back of the epitaxial piece so that the chip made of the epitaxial chip is reliable and can be put into use. Compared with the way in which the N electrode is connected with the P electrode in the existing technology, it has the advantages of convenient application, long service life and low encapsulation cost. Characteristics.

【技术实现步骤摘要】
砷化镓太阳能电池及其制备方法
本专利技术属于太阳能电池
，更具体地说，是涉及一种砷化镓太阳能电池，以及该砷化镓太阳能电池的制备方法。
技术介绍
砷化镓太阳能电池是以砷化镓(GaAs)为基体材料的太阳能电池，其发展已有40余年的历史。GaAs为直接跃迁型材料，其禁带宽度Eg＝1.43eV，理论上估算，GaAs单结太阳能电池的效率可达27％。从上世纪80年代后，GaAs太阳能电池技术经历了从LPE到MOCVD，从同质外延到异质外延，从单结到多结叠层结构的几个发展阶段，其发展速度日益加快，效率也不断提高，目前实验室最高效率已达到50％，产业生产转化率可达30％以上。而在光伏发电产业中，几乎占到全部产量的94％以上的单晶硅和多晶硅等硅基光伏电池，其在实验室里最高的转换效率为24.7％，工业规模生产的转换效率仅为18％，而砷化鎵太阳能电池光电转换效率比传统晶硅原料高出许多，在某些特定场合将成为市场主流。现有技术中的砷化镓太阳能电池的电极分布在太阳能电池外延片的正反两面，在应用时采用引线键合的方式实现正面电极与反面电极的连通，但是引线键合的强度不足，在实际应用中极易出现引线断裂或破损，影响太阳能电池的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种砷化镓太阳能电池，旨在解决引线键合强度不足的问题，通过在外延片上设置通道，将正面N电极与背面N电极连通，以使该太阳能电池外延片制成的芯片稳定可靠，且可贴装使用，应用方便，且利于芯片散热，提高了电池芯片的使用寿命，同时降低了芯片的封装成本。本专利技术的另一个目的，是提供一种上述砷化镓太阳能电池的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种砷化镓太阳能电池，包括外延片，所述外延片的正面设有正面N电极，所述外延片的背面设有背面N电极及背面P电极；所述正面N电极与所述背面N电极通过设于所述外延片上的通道相连；所述通道的内壁上包覆有绝缘层，所述通道内设有用于所述连通正面N电极与所述背面N电极的导电柱；导电柱；所述背面N电极与所述背面P电极之间设有绝缘隔离带。进一步地，所述正面N电极包括分别设于所述外延片正面的角点处的多边形结构，以及连接相邻两多边形结构的长条形结构。进一步地，所述通道沿所述外延片的厚度方向设置。进一步地，所述通道设有多个。进一步地，所述导电柱为铜柱。进一步地，所述正面N电极上设有减反射膜。本专利技术还提供了一种砷化镓太阳能电池的制备方法，用于制备上述的砷化镓太阳能电池，其特征在于包括如下步骤：A.外延片减薄；B.在外延片的背面制作背面P电极；C.在外延片上制作通道；D.制作通道内壁的绝缘层，及制作背面P电极两侧的绝缘隔离带；E.使用电镀方法制作通道内的导电柱，电镀材料向外延片的背面扩散，形成背面N电极；F.在外延片的正面制作正面N电极。进一步地，步骤A中采用腐蚀或磨片方法将外延片减薄至30-60μm；步骤B中采用光刻及蒸镀的方法制作背面P电极；步骤C中采用光刻及腐蚀的方法制作通道；步骤D中采用蒸镀或溅射方法制作通道内壁的绝缘层，及制作背面P电极两侧的绝缘隔离带；步骤E中采用电镀方法制作导电柱及背面N电极，电镀材料为铜；步骤F中采用光刻及蒸镀的方法制作正面N电极。进一步地，所述步骤F之后还包括步骤G：腐蚀外延片的正面。进一步地，所述步骤G之后还包括步骤H：在正面N电极上制作减反射膜。本专利技术提供的砷化镓太阳能电池的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术的砷化镓太阳能电池，在外延片的正面设置正面N电极，在外延片的背面设置背面N电极及背面P电极，利用通道内的导电柱连通正面N电极与背面N电极，从而将外延片上的正面电极引至外延片的背面，使得该外延片制成的芯片稳定可靠，且芯片可直接贴装使用，应用方便，提高了芯片的使用寿命，同时降低了芯片的封装成本。本专利技术提供的砷化镓太阳能电池的制备方法，与现有技术相比，采用在外延片上制作通道，在通道内电镀导电柱的方式将正面N电极引至背面，以使N电极、P电极均附着在外延片的背面，使得该外延片制成的芯片稳定可靠，能够贴装使用，与现有技术中采用引线键合连接N电极与P电极的方式相比，具有应用方便、使用寿命长、封装成本低的特点。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的砷化镓太阳能电池的结构示意图；图2为图1的A-A试图；图3为图1的后视图。图中：10、外延片；20、正面N电极；30、背面N电极；40、背面P电极；50、绝缘层；60、绝缘隔离带；70、导电柱。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“正面”、“背面”、“厚度”、“中部”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。实施例一砷化镓太阳能电池请参阅图1及图2，现对本专利技术提供的砷化镓太阳能电池进行说明。所述砷化镓太阳能电池，包括外延片10，外延片10的正面设有正面N电极，背面设有背面P电极40及背面N电极30。正面N电极20与背面N电极30通过设于外延片10上的通道相连，通道的内壁上包覆有绝缘层50，通道内设有用于连通正面N电极20与背面N电极30的导电柱70。背面N电极30与背面P电极40之间设有绝缘隔离带60。本专利技术提供的砷化镓太阳能电池，与现有技术相比，在外延片10的正面设置正面N电极20，在外延片10的背面设置背面N电极30及背面P电极40，利用通道内的导电柱70连通正面N电极20与背面N电极30，从而将外延片10上的正面电极引至外延片10的背面，使得该外延片10制成的芯片稳定可靠，且可直接贴装使用，应用方便，且利于芯片散热，提高了芯片的使用寿命，同时降低了芯片的封装成本。本专利技术的砷化镓太阳能电池外延片10包括外延层、缓冲层、衬底。外延层可以是单结、两结、三结、四结或更多结砷化镓太阳能电池结构，视需要选择，并不影响本专利技术的实施。以三结砷化镓太阳能电池为例，沿衬底向上分别生长缓冲层、底电池、中电池、顶电池、窗口层和N++-InGaAs接触层，其中顶电池和中电池、中电池和底电池之间分别设有隧道结结构，外延片10的结构如表1所示。表1具体地，请参与图1，正面N电极20包括分别设于外延片10正面的角点处的多边形结构，以及连接相邻两多边形结构的长条形结构。具体地，请参阅图2与图3，背面P电极40设于外延片10背面的中部，背面N电极30位于背面P电极40的两侧，绝缘隔离带60分布于背面P电极40与背面N电极30之间，即外延片10的背面由一侧向另一侧依次分布有背面N电极30、绝缘隔离带60、背面P电极40、绝缘隔离带60及背面N电极30。背面N电极30与背面P电极40还可以采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.砷化镓太阳能电池，包括外延片，其特征在于：所述外延片的正面设有正面N电极，所述外延片的背面设有背面N电极及背面P电极；所述正面N电极与所述背面N电极通过设于所述外延片上的通道相连；所述通道的内壁上包覆有绝缘层，所述通道内设有用于连通所述正面N电极与所述背面N电极的导电柱；所述背面N电极与所述背面P电极之间设有绝缘隔离带。

【技术特征摘要】
1.砷化镓太阳能电池，包括外延片，其特征在于：所述外延片的正面设有正面N电极，所述外延片的背面设有背面N电极及背面P电极；所述正面N电极与所述背面N电极通过设于所述外延片上的通道相连；所述通道的内壁上包覆有绝缘层，所述通道内设有用于连通所述正面N电极与所述背面N电极的导电柱；所述背面N电极与所述背面P电极之间设有绝缘隔离带。2.如权利要求1所述的砷化镓太阳能电池，其特征在于：所述正面N电极包括分别设于所述外延片正面角点处的多边形结构，以及连接相邻两多边形结构的长条形结构。3.如权利要求2所述的砷化镓太阳能电池，其特征在于：所述通道沿所述外延片的厚度方向设置。4.如权利要求3所述的砷化镓太阳能电池，其特征在于：所述通道设有多个。5.如权利要求1所述的砷化镓太阳能电池，其特征在于：所述正面N电极上设有减反射膜。6.砷化镓太阳能电池的制备方法，用于制备权利要求1-5中任一项所述的砷化镓太阳能电池，其特征在于包括如下步骤：A.外延片减薄；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云，张宇超，马晓薇，任继民，
申请(专利权)人：河北英沃泰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13