[发明专利]利用选择腐蚀衬底剥离制备薄膜太阳能电池的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及利用选择腐蚀衬底剥离制备薄膜太阳能电池的工艺

背景技术

目前，在光伏市场上，各种材料的薄膜太阳能电池以其特有的优势和逐渐成熟的工艺技术占有了光伏市场的一席之地，而且成长速度非常快。

薄膜太阳能电池的产品类型主要有CdTe薄膜电池、硅基薄膜电池和铜铟镓锡(CIGS)薄膜电池。与常规的晶体硅太阳能电池相比，上述薄膜电池使用材料很少，构成太阳能电池的薄膜材料厚度不超过50微米，而晶体硅电池厚度约180微米～200微米。除此之外，薄膜太阳能电池还因为其廉价的衬底材料(如玻璃、不锈钢、聚酯膜)、有柔性、材料禁带宽度可调控、组件温度系数低等优点倍受瞩目，近年来，在光伏市场的应用规模逐渐扩大，2014年已经占18％以上的市场份额。

现今，薄膜太阳能电池制作工艺大都采用生长衬底直接腐蚀掉实现外延薄膜层转移的薄膜电池工艺，造成薄膜太阳能电池的制备成本相当昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种选择腐蚀衬底剥离工艺来实现外延薄膜层转移，特别对于GaAs薄膜太阳能电池，腐蚀掉的衬底还可以重复利用，大大降低了产品电池的制作成本及电池重量。

本发明的技术方案是：

1)在支撑衬底上，依次生长电池有源层、电池本体层，电池本体层包括若干结；

2)在电池本体层方向，使用BCB胶与廉价衬底键合；

3)选择腐蚀衬底剥离工艺将支撑衬底及电池有源层剥离；

4)将步骤3得到的太阳能电池本体层在首结方向通过BCB胶键合到硅衬底；

5)将BCB胶剥离，得到完整的电池本体层，即电池功能结构。

该方法通过与苯并环丁烯BCB胶，即上述的BCB胶之间的半导体键合工艺将太阳能电池与廉价衬底连接起来，再通过选择腐蚀衬底剥离工艺、BCB胶剥离工艺制备得到本发明的太阳能电池。

所述廉价衬底为聚酰亚胺薄膜衬底，金属钼、铜、镍薄膜衬底，PMMA薄膜衬底，PDMS薄膜衬底，不锈钢薄膜衬底中的一种。

所述键合工艺采用低温热压键合工艺，将太阳能电池与廉价衬底连接起来。

所述选择腐蚀衬底剥离工艺，需配置选择腐蚀液，一般选用酸溶液，需要能够腐蚀支撑衬底及有源层，但是不腐蚀BCB胶。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明选用BCB胶与廉价衬底配合，封闭一端，在另一端选用选择腐蚀衬底剥离工艺，去除有源层后，也使用BCB胶封闭，最后统一将BCB胶腐蚀掉，得到完整电池本体结构的方法，腐蚀下来的支撑衬底可以重复利用，大大降低了制造成本，而且操作简单，成功率高。

2、本发明的键合工艺采用低温热压键合工艺，太阳能电池与衬底连接起来，低温键合技术,可以将晶格严重失配的材料直接连接起来,且连接机械强度非常高，更重要的是晶格失配所产生的大量位错和缺陷也都被限制在键合界面附近的薄层区域内,不会对其他区域材料的性能造成影响。

附图说明

图1为四结GaAs太阳能电池结构示意图；其中1、电池本体层；2、电池有源层；3、砷化镓衬底；

图2为太阳能电池与廉价衬底键合示意图；其中4、BCB胶，5、廉价衬底；

图3选择腐蚀衬底剥离后的电池结构示意图；

图4太阳能电池粘接到硅衬底示意图，其中6为硅衬底；

图5BCB胶剥离，得到电池本体层示意图；

具体实施方式

本实施例以一种GaAs四结薄膜太阳能电池的制备方法来表述本发明的技术方案，图1-5即表述了本方法的具体步骤。