一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法，柔性砷化镓太阳能电池芯片包括：外延层；依次层叠设置于所述外延层下表面的第一电极、铜衬底及碳纳米管薄膜；覆盖于所述外延层上表面的减反射膜与接触层；第二电极，设置于所述接触层上表面。通过在铜衬底表面制备了一层碳纳米管薄膜，利用碳纳米管薄膜的材料特性，既保证了铜衬底的导电性，同时提升了铜的抗氧化能力，并对柔性芯片翘曲度有一定改善。定改善。定改善。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池领域，特别涉及一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]目前砷化镓太阳能电池芯片采用的工艺路线主要分为两种，一种为PI衬底，但受良率影响无法实现量产。另外一种为铜衬底，已经实现大批量产，但因铜衬底在高温高湿与盐雾环境下极易被氧化腐蚀，导致电性能大幅下降；同时因铜衬底与外延层之间存在的应力失配，使柔性芯片存在较大翘曲，在冷热冲击时形变更大，进一步影响电性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法，能够克服铜衬底的氧化腐蚀和翘曲问题。
[0004]根据本专利技术第一方面实施例的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片，包括：外延层；依次层叠设置于所述外延层下表面的第一电极、铜衬底及碳纳米管薄膜；覆盖于所述外延层上表面的减反射膜与接触层；第二电极，设置于所述接触层上表面。
[0005]根据本专利技术第一方面实施例的柔性砷化镓太阳能电池芯片，至少具有如下有益效果：通过在铜衬底表面制备了一层碳纳米管薄膜，利用碳纳米管薄膜的材料特性，既保证了铜衬底的导电性，同时提升了铜的抗氧化能力，并对柔性芯片翘曲度有一定改善。
[0006]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述外延层包括自上而下依次设置的GaInP顶电池、第一隧穿结、GaAs中电池、第二隧穿结、缓冲层、InGaAs底电池。
[0007]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述第一电极由Pd面电极、Zn面电极、Cu面电极组成，其中，Pd面电极厚度为100nm，Zn面电极厚度为200nm，Cu面电极厚度为2000nm。
[0008]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述铜衬底厚度为30
‑
50um。
[0009]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述碳纳米管薄膜由超声辅助电沉积镀液电沉积而成，所述电沉积碳纳米管厚度为10um。
[0010]根据本专利技术第二方面实施例的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片制作方法，包括以下步骤：S100、在砷化镓衬底上生长一外延层；S200、在所述外延层上制备依次层叠设置的第一电极、铜衬底及碳纳米管薄膜；S300、剥离去除所述砷化镓衬底；S400、在所述外延层去除所述砷化镓衬底的一面制作第二电极与减反射膜。
[0011]根据本专利技术第二方面实施例的柔性砷化镓太阳能电池芯片制作方法，至少具有如下有益效果：通过在铜衬底表面通过超声辅助电沉积手段，制备了一层碳纳米管薄膜，利用碳纳米管薄膜的材料特性，既保证了铜衬底的导电性，同时提升了铜的抗氧化能力，并对柔性芯片翘曲度有一定改善。
[0012]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述S100的外延层为在所述砷化镓衬底上依次生长剥离层、接触层、GaInP顶电池、第一隧穿结、GaAs中电池、第二隧穿结、缓冲层、
InGaAs底电池。
[0013]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述S300通过腐蚀液对所述剥离层进行腐蚀，从而剥离去除所述砷化镓衬底，并裸漏出所述接触层。
[0014]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述S400包括：S401、在所述接触层上制作第二电极；S402、以第二电极作为掩膜对所述接触层进行腐蚀，裸露出未被第二电极覆盖的部分GaInP顶电池；S403、在所述未被第二电极覆盖的部分GaInP顶电池表面制作减反射膜。
[0015]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述碳纳米管薄膜由超声辅助电沉积镀液电沉积而成，超声辅助电沉积镀液成分为CuSO4、H2SO4、十八烷基三甲基溴化铵、盐酸、多壁碳纳米管；所述电沉积碳纳米管厚度为10um，镀液PH值0.5
‑
4.0，电沉积电流5
‑
35A/dm2。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1为本专利技术第一方面实施例的柔性砷化镓太阳能电池芯片结构示意图；
[0019]图2为本专利技术第二方面实施例的柔性砷化镓太阳能电池芯片制作方法流程图；
[0020]图3为本专利技术第二方面实施例的砷化镓衬底生长外延层示意图；
[0021]图4为本专利技术第二方面实施例的制备第一电极、铜衬底及碳纳米管薄膜示意图；
[0022]图5为本专利技术第二方面实施例剥离砷化镓衬底后的结构状态图；
[0023]图6为本专利技术第二方面实施例制作第二电极与减反射膜的方法流程图。
[0024]附图标记：
[0025]外延层100、GaInP顶电池110、第一隧穿结120、GaAs中电池130、第二隧穿结140、缓冲层150、InGaAs底电池160、剥离层170、接触层180
[0026]第一电极200、铜衬底300、碳纳米管薄膜400、减反射膜500、第二电极600、砷化镓衬底700。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
[0029]参考图1所示，为本技术方案第一方面实施例的一种柔性砷化镓太阳能电池芯片，包括：外延层100；依次层叠设置于所述外延层100下表面的第一电极200、铜衬底300及碳纳米管薄膜400；覆盖于所述外延层100上表面的减反射膜500与接触层180；第二电极600，设置于所述接触层180上表面。
[0030]在本专利技术第一方面的一些实施例中，所述外延层100包括自上而下依次设置的GaInP顶电池110、第一隧穿结120、GaAs中电池130、第二隧穿结140、缓冲层150、InGaAs底电池160，构成柔性砷化镓太阳能电池芯片主要光伏发电功能层。具体的，本实施例提供的第一隧道结为GaAs材料，第二隧道结为GaInAs，缓冲层150为AlGaInAs；当然，本实施例提供的剥离层170的材质还可以为其它材质，对此本实施例不做具体限制；需要指出的是，此结构仅作为本实施例优选方案，也可以采用其他层状结构的柔性砷化镓太阳能电池光伏发电功能层组合。
[0031]进一步，在本专利技术第一方面的一些实施例中，所述第一电极200由Pd面电极、Zn面电极、Cu面电极组成，其中，Pd面电极厚度为100n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性砷化镓太阳能电池芯片，其特征在于，包括：外延层；依次层叠设置于所述外延层下表面的第一电极、铜衬底及碳纳米管薄膜；覆盖于所述外延层上表面的减反射膜与接触层；第二电极，设置于所述接触层上表面。2.根据权利要求1所述的柔性砷化镓太阳能电池芯片，其特征在于：所述外延层包括自上而下依次设置的GaInP顶电池、第一隧穿结、GaAs中电池、第二隧穿结、缓冲层、InGaAs底电池。3.根据权利要求1所述的柔性砷化镓太阳能电池芯片，其特征在于：所述第一电极由Pd面电极、Zn面电极、Cu面电极组成，其中，Pd面电极厚度为100nm，Zn面电极厚度为200nm，Cu面电极厚度为2000nm。4.根据权利要求1所述的柔性砷化镓太阳能电池芯片，其特征在于：所述铜衬底厚度为30
‑
50um。5.根据权利要求1所述的柔性砷化镓太阳能电池芯片，其特征在于：所述碳纳米管薄膜由超声辅助电沉积镀液电沉积而成，所述电沉积碳纳米管厚度为10um。6.一种柔性砷化镓太阳能电池芯片制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、在砷化镓衬底上生长一外延层；S200、在所述外延层上制备依次层叠设置的第一电极、铜衬底及碳纳米管薄膜；S300、剥离去除所述砷化镓衬底；S400、在所述外延层去...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏婷婷，王兵，杜伟，黄辉廉，何键华，
申请(专利权)人：中山德华芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：