[发明专利]一种柔性多结GaAs太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.柔性多结GaAs太阳电池太阳能电池，其特征在于包括柔性衬底、上电极、下电极和由底电池、中电池、顶电池构成的电池外延结构，所述柔性衬底设置在电池外延结构的底电池背面，所述下电极设置在柔性衬底的另一面，在电池外延结构的顶电池上面设置两个上电极，在所述两个上电极之间设置减反射膜。

2.一种如权利要求1所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）准备柔性衬底：

先在第二衬底N性GaAs上采用旋涂方法涂覆聚酰亚胺层；

然后在聚酰亚胺层上面涂覆光刻胶，再将半制品曝光、显影、冲水后，用KOH水溶液对聚酰亚胺层进行腐蚀，以在聚酰亚胺涂层上面制作出了图形通孔；

再将在聚酰亚胺涂层上面制作出了图形通孔的制品经120℃～230℃固化后降温，取得形状态稳定的、具有图形通孔的柔性衬底；

在形状态稳定的、具有图形通孔的柔性衬底上面，采用电子束蒸镀方法填充入金属层，使金属布满整个聚酰亚胺涂层外表面；

2）准备同样键合金属的由底电池、中电池和顶电池构成的电池外延结构，并在顶电池外侧制作第一电池衬底；

3）在电池外延结构的底电池背部，依次通过蒸镀Ti、Pt和Au层，将电池外延结构与布满整个聚酰亚胺涂层外表面的金属层键合；

4）在键合后的金属层表面采用PECVD方法沉积Si₃N₄，再采用碱性腐蚀液去除电池外延结构上的第一电池衬底；

5）在电池外延结构的顶电池上完成两个上电极和减反射膜的制作，取得芯片；

6）将制成的芯片采用光刻胶在第二衬底上粘结Si片，然后再以碱性腐蚀液去除第二衬底。

3.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于所述步骤1）中，涂覆的聚酰亚胺层厚度为50～120μm。

4.根据权利要求2或3所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤1）中，先以5000转/min的速度将粘度为1800～2000cp的聚酰亚胺涂覆在第二衬底100层上面，形成基底膜，然后再以1000转/min的速度将粘度为5000～6000cp的聚酰亚胺涂覆在有基底膜的基板上。

5.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤1）中，在聚酰亚胺层以5000转/min的速度涂覆光刻胶；在显影时，使用质量百分比为4%的KOH水溶液、在20～25℃环境温度下显影1min的显影；腐蚀用的KOH水溶液的质量百分比为的3%。

6.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤1）中，所述固化和降温是：先在温度为120℃的环境下烘烤1小时，然后将温度均匀地提升到150℃后，恒温再烘烤1小时，再将温度提升到230℃并保持一个小时后降温，降温的过程分为两个阶段，第一阶段，在一个小时内，将温度由230℃降低到150℃，第二阶段，用一个小时，将温度由150℃降低到初始的120℃。

7.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤1）中，聚酰亚胺涂层表面进行电子束蒸镀方法的方法是：蒸镀第一层为AuGe，厚度为1800埃；蒸镀第二层为Au，厚度为1000埃；蒸镀第三层为Ti，厚度为200埃；蒸镀第四层为Au厚度约为15μm。

8.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤3）中，蒸镀的金属Ti的厚度为1000埃，蒸镀的金属Pt的厚度为1200埃，蒸镀的金属Au的厚度为6000埃。

9.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤3）中，所述碱性腐蚀液采用NH₄OH与H₂O₂按体积比为1：5的比例混合制成。

10.根据权利要求2所述柔性多结GaAs太阳电池的制备方法，其特征在于在所述步骤4）中，上电极材料采用AuGe/Au/Ag/Au制成，厚度分别为1500埃、1000埃、30000埃、和500埃；减反射膜为依次蒸镀厚度为500埃的TiO₂和800埃的Al₂O₃的双层膜结构。