[发明专利]将膜接合到基板上的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将膜接合到基板上的方法。具体地，本发明涉及将太阳能电池膜接合到基板上的方法。

背景技术

专利文献1、专利文献2、和非专利文献1公开了用于制造太阳能电池的外延剥离法。外延剥离法包括从GaAs牺牲基板剥离形成在GaAs牺牲基板上的厚度为数微米的III-V半导体太阳能电池膜的步骤和将III-V半导体太阳能电池膜接合到另一基板上的步骤。

更具体地，在外延剥离法中，在GaAs牺牲基板上形成牺牲层，例如AlAs层、Ga_0.3Al_0.7As层、或AlAs_0.98P_0.02层。在牺牲层上形成由，例如GaAs膜、GaInP膜或InGaAs膜制成的III-V半导体太阳能电池膜。随后，通过使用例如蜡的粘合树脂，将GaAs太阳能电池接合在接合用基板上。

接下来，将接合的基板浸在氢氟酸或盐酸中。通过氢氟酸或盐酸的牺牲层的蚀刻速率远大于太阳能电池膜的蚀刻速率。因此，仅牺牲层被蚀刻，并且太阳能电池膜从GaAs牺牲基板剥离。任选地，将剥离的太阳能电池膜接合到另一基板上。

可以在外延剥离法中再使用GaAs牺牲基板。因此，减少待消耗的GaAs牺牲基板的量，并且可以以低成本制造太阳能电池。可以将通过外延剥离法制造的太阳能电池膜接合到塑料基板上，从而获得轻质太阳能电池。由于装载到人造卫星上的部件需较轻，对于人造卫星可以优选接合到塑料基板上的太阳能电池。

外延剥离法需要在短时间内将具有大面积的太阳能电池膜剥离的技术，因为将具有大面积的太阳能电池膜一次接合到牺牲基板上比将各个具有小面积的太阳能电池膜多次接合到基板上的情况更为有效。蚀刻牺牲层的时间变得越短，制造太阳能电池所需的时间就变得越短。

非专利文献2和非专利文献3公开了在短时间内将具有大面积的GaAs太阳能电池膜从GaAs基板剥离的方法。

图11（a）示出在非专利文献2中公开的方法。通过使用例如蜡的粘合剂，将包括牺牲层702和太阳能电池膜703的牺牲基板701附着至用于接合的片材704（下文中称作“接合用片材”）上。将加重物707附着至接合用片材704的边缘，并且使牺牲层702经受氢氟酸溶液705，以蚀刻牺牲层702。加重物707的重力708向下拉曳接合用片材704。从基板701剥离的太阳能电池膜703向下弯曲，由此牺牲层702更多地经受氢氟酸溶液705。结果，太阳能电池膜703从基板701剥离。

从牺牲基板701上剥离太阳能电池膜703所需的时间比不使用加重物707的情况中所需的时间更短。因而，具有大面积的太阳能电池膜703可以在短时间内从基板701剥离。

图11（b）示出在非专利文献3中公开的方法。代替通过加重物707拉曳接合用片材704，在图11（b）中通过圆筒806滚转接合用片材804。

具体地，通过使用例如蜡的粘合剂，将包括牺牲层802和太阳能电池膜803的基板801附着至接合用片材804上。接下来，将接合用片材804的边缘809固定至圆筒806。使牺牲层802经受氢氟酸溶液805，并且蚀刻牺牲层802以从基板801剥离太阳能电池膜803。当圆筒806顺时针旋转时，基板801移动至左边，以从基板801剥离太阳能电池膜803。

引用清单

专利文献

{专利文献1}美国专利第4,774,194号

{专利文献2}美国专利授权前专利公开第2009/0038678号

{专利文献3}日本特开2006-286823号

{专利文献4}日本实开平05-022557号

{专利文献5}国际公开第2005/045908号

非专利文献

{非专利文献1}M.Konagai等,Journal Crystal Growth45(1978)277-280

{非专利文献2}J.J.Schermer等,Applied Physics Letters76(2000)2131-2133

{非专利文献3}J.J.Schermer等,Physica Status Solidi202(2005)501-508

发明内容

技术问题

外延剥离法需要通过使用例如蜡的粘合剂将太阳能电池膜固定至接合用片材。在固定后不需要蜡的情况中，需要去除蜡。

待在外延剥离法中剥离的太阳能电池膜具有仅几微米的厚度。当去除蜡时，可能化学且机械地损坏太阳能电池膜的表面。