[发明专利]一种双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法

权利要求书

1.一种双结薄膜太阳能电池组件，由多个电池单元串联而成，每个电池单元包括选择性生长衬底、底电池和顶电池，所述顶电池上设有正面金属电极层，其特征在于，所述选择性生长衬底包括金属基底、图形化的绝缘层和N型微晶锗籽晶层，所述绝缘层形成于所述金属基底上，所述N型微晶锗籽晶层位于所述绝缘层所形成的图形中；所述底电池为多晶锗底电池层，所述顶电池为GaAs电池，所述多晶锗底电池至所述顶电池之间依次生长有N型的扩散层、N型的缓冲层、隧道结N型区和隧道结P型区，所述正面金属电极层上形成有减反射层。

2.根据权利要求1所述的双结薄膜太阳能电池组件，其特征在于，所述缓冲层为N型的InGaAs-GaAs渐变缓冲层，其中铟的比例由1％渐变到0％。

3.根据权利要求1所述的双结薄膜太阳能电池组件，其特征在于，所述的减反射层为MgF₂或ZnS减反射层。

4.根据权利要求1-3任一所述的双结薄膜太阳能电池组件，其特征在于，所述GaAs电池为在所述隧道结P型区依次外延生长的P型的AlGaAs背场、P型的GaAs基区、N型的AlGaAs发射极、N型的AlGaAs窗口层和N+型的GaAs正面接触层，所述正面金属电极层位于所述正面接触层上。

5.根据权利要求4所述的双结薄膜太阳能电池组件，其特征在于，所述窗口层由所述正面接触层中外露，且其表面形成粗化结构。

6.一种双结薄膜太阳能电池组件的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，在金属基底上沉积绝缘层，并将绝缘层图形化；

步骤二，在图形化的绝缘层表面沉积一层微晶锗籽晶层，去除绝缘层表面多余的微晶锗材料，制成具有微晶锗籽晶层的选择性生长衬底；

步骤三，将具有微晶锗籽晶层的选择性生长衬底表面沉积一层多晶锗底电池层，制得多晶锗底电池；

步骤四，在多晶锗底电池层表面通过外延生长依次形成扩散层、缓冲层、隧道结和顶电池结构，制得双结电池结构；

步骤五，在顶电池结构上形成图形化的正面金属电极层；

步骤六，将位于多晶锗底电池层上方外延生长的双结电池结构分离成多个独立电池单元；

步骤七，在正面金属电极层上形成减反射层，并依次切割减反射层、多晶锗底电池层和选择性生长衬底，将各电池单元彻底分开；

步骤八，将各电池单元串联后置于上下两柔性衬底之间进行封装，制得薄膜电池组件。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤一中在金属基底上沉积绝缘层，将绝缘层图形化，其具体方法是：在金属基底表面沉积1-5μm厚的绝缘层；通过涂布、显影和曝光方法在绝缘层表面形成图形；采用湿法刻蚀工艺去除多余的绝缘层材料实现绝缘层的图形化。

8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤二中采用PECVD设备在图形化的绝缘层表面沉积一层高掺杂P型微晶锗籽晶层，通入纯锗烷和乙硼烷并加热至400～700℃，在反应压强10²～10Pa、掺杂浓度1-3×10¹⁹cm³下生长形成P型微晶锗籽晶层；采用化学腐蚀抛光工艺去除绝缘层表面上多余的微晶锗籽晶层，制得具有微晶锗籽晶层的选择性生长衬底。

9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤四中的在多晶锗底电池层表面通过外延生长依次形成扩散层、缓冲层、隧道结和顶电池结构，其具体方法是：在多晶锗底电池层表面生长N型的InGaP扩散层；通过P元素在高温下向多晶锗底电池层内部进行扩散形成浅的扩散PN结；在PH₃的氛围下对扩散层InGaP进行退火处理；在恒温条件下依次生长缓冲层、隧道结、顶电池的背场，基区，发射极、窗口层和正面接触层。