[发明专利]一种太阳能电池及其芯片和该芯片的制备方法

权利要求书

1.一种太阳能电池芯片，其特征在于：包括导热基板(10)以及集成于导热基板(10)上的多个不同禁带宽度的太阳能电池芯片，所述的太阳能电池芯片包括非导电散热陶瓷基板(9)及固定于非导电散热陶瓷基板(9)上的源区结构。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池芯片，其特征在于：所述的源区结构包括自下而上依次设置的n型氮化镓层(2)、多量子阱层(3)和p型氮化镓层(4)。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池芯片，其特征在于：所述源区结构的上方还依次设有透明电极(5)和增透膜(6)，且所述增透膜为二氧化硅/氮化硅薄膜的周期结构。

4.根据权利要求2或3所述的一种太阳能电池芯片，其特征在于：所述n型氮化镓层(2)的厚度为1～5μm，多量子阱层(3)的材料为InxGa1-xN/InyGa1-yN复合材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1，且阱层InxGa1-xN的厚度2～5nm，垒层InyGa1-yN的厚度为4～10nm，量子阱周期为3～6，厚度为18nm～90nm。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种太阳能电池芯片，其特征在于：所述源区结构与非导电散热陶瓷基板(9)之间，以及非导电散热陶瓷基板(9)与导热基板(10)之间均通过焊接固定相连；所述的导热基板(10)由铝或铜金属材料制成，其宽度为1～20毫米，其厚度为200～550μm。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、太阳能电池芯片的制备

a1、选取衬底(1)，在衬底(1)表面向上外延源区结构；

a2、在源区结构表面制备透明电极(5)和增透膜(6)，形成p面透明电极，并在p面透明电极上刻上电极图形；

a3、在p面透明电极上旋涂一层光刻胶(7)，并盖上金属片(8)，然后烘干；

a4、在衬底(1)背面，利用激光剥离工艺，剥离出衬底(1)；

a5、利用共晶焊工艺将剥离掉衬底(1)的太阳能电池芯片焊接到具有电极图形的非导电陶瓷基板上(9)；

a6、利用有机溶液清洗太阳能芯片，去除光刻胶(7)和金属片(8)，即得太阳能电池芯片；

步骤二、太阳能电池芯片的集成

采用步骤一中的方法制备不同禁带宽度的太阳能电池芯片，并将不同芯片集成至同一导热基板上(10)，从而实现多禁带宽度太阳能电池芯片的制备。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能电池芯片的制备方法，其特征在于：所述的衬底(1) 采用蓝宝石，所述的源区结构包括自下而上依次设置的n型氮化镓层(2)、多量子阱层(3)和p型氮化镓层(4)，步骤a2中先利用腐蚀工艺刻蚀p型氮化镓层(4)表面，然后利用PECVD技术在p型氮化镓层(4)表面制备透明电极(5)和增透膜(6)。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤a2中采用高浓度氢氧化钾或浓磷酸对p型氮化镓层(4)表面进行刻蚀，高浓度氢氧化钾及浓磷酸的质量浓度为90～98％，刻蚀时间为10～60秒，刻蚀温度为180～400℃；所述PECVD技术的生长温度控制在200～580℃，反应腔压力控制在0.4～1个大气压。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的一种太阳能电池芯片的制备方法，其特征在于：所述步骤a4中采用脉冲激光进行辐照来剥离衬底(1)，脉冲辐照激光的脉宽为20～100ns，激光波长为240～360nm；步骤a6中采用丙酮清洗去除光刻胶(7)和金属片(8)。

10.一种太阳能电池，包括太阳能电池芯片，其特征在于：所述的太阳能电池芯片采用权利要求6-9中任一项所述的方法制备得到，将上述多带隙宽度的太阳能电池芯片进行封装即得太阳能电池组件。