[发明专利]一种薄型太阳电池刚性-柔性衬底有机键合转移工艺方法

说明书

一种薄型太阳电池刚性‑柔性衬底有机键合转移工艺方法，其包含：步骤1，刚性转移：将太阳电池晶圆与涂覆有可逆粘接层的临时支撑衬底叠合，通过热压绑定，完成太阳电池晶圆的刚性转移；步骤2，制作薄型太阳电池；步骤3，柔性转移：在刚性转移后，待薄型太阳电池制作完成后，通过光解或热解可逆粘接层，使得可逆粘接层的粘结强度急剧下降至临时支撑衬底易于剥离，剥离临时支撑衬底，完成薄型太阳电池的柔性转移。本发明的工艺方法制程简单、对支撑衬底材质无限制、与现有太阳电池器件工艺兼容性好、可靠性高、成本低等，刚性转移厚度控制达到晶圆级水平，柔性转移为无损剥离，非常适合太阳电池及其它半导体减薄、薄型或柔性器件研制和生产。

技术领域

本发明属于薄型太阳电池制备技术领域，涉及一种薄型太阳电池刚性-柔性衬底有机键合转移工艺方法。

背景技术

随着空间技术的发展，轻质化、柔性化、可收展是空间太阳电池阵发展的必然趋势，因此，迫切需要降低太阳电池的重量。

同时，传统刚性电池由于柔韧性差，无法实现共形贴装，极大地限制其应用，基于此，太阳电池的薄型化、柔性化成为光伏领域研究热点。但由于空间太阳电池制作涉及清洗腐蚀、光刻、显影、镀膜等多个制程，而薄型电池材料自身机械强度较差、自支撑能力差，难以适应半导体工艺制程，因此，需要将减薄前的晶圆或半成品电池转移至刚性或机械强度高的支撑衬底上，待减薄或器件工艺制程完毕后，将支撑衬底去除，从而确保了薄型太阳电池的可靠和高效研制或生产。

传统制程：一是，采用双面金属键合和多次衬底腐蚀或剥离的方式进行刚性-柔性转移的，如扬州乾照光电公开的CN201610062060.5 “高比功率GaAs多结柔性薄膜太阳电池及其制备方法”，其缺点在于对支撑衬底要求高，工艺复杂、成本高等；二是，采用有机粘结剂直接将支撑衬底与太阳电池绑定在一起，待电池器件工艺制作完成后，采用机械热滑移的方式将支撑衬底剥离，如中电第十八研究所公开的CN201610855761.4“一种将砷化镓外延层转移至有机柔性衬底的方法”，该发明的仅适合衬底机械减薄或腐蚀减薄支撑，难以满足清洗、光刻、显影、有机剥离等半导体制程，同时过程中砷化镓电池难以进行热氮气离心干燥，与现有工艺兼容性差，且工艺复杂。

本发明工艺制程简单、对支撑衬底材质无限制、与现有太阳电池器件工艺兼容性好、可靠性高、成本低等，刚性转移厚度控制达到晶圆级水平，柔性转移为无损剥离，非常适合太阳电池及其它半导体减薄、薄型或柔性器件研制和生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄型太阳电池刚性-柔性衬底有机键合转移工艺方法，以解决薄型电池材料自身机械强度较差、自支撑能力差，难以适应半导体工艺制程等问题，为薄型太阳电池的制备或生产提供刚-柔转移技术支持。

为了达到上述目的，本发明提供了一种薄型太阳电池刚性-柔性衬底有机键合转移工艺方法，包含以下步骤：

步骤1，刚性转移：将太阳电池晶圆与涂覆有可逆粘接层的临时支撑衬底叠合在一起，通过热压绑定在一起，完成太阳电池晶圆的刚性转移；

步骤2，制作薄型太阳电池；

步骤3，柔性转移：在刚性转移后，待薄型太阳电池制作完成后，通过光解或热解可逆粘接层，使得可逆粘接层的粘结强度急剧下降至临时支撑衬底易于剥离，剥离临时支撑衬底，完成薄型太阳电池的柔性转移。

较佳地，所述临时支撑衬底为电子级透明或非透明刚性或柔性支撑衬底中的任意一种，优选电子级透明的刚性支撑衬底。

较佳地，所述的可逆粘接层耐酸、耐碱、耐丙酮及耐酒精，且在一定温度下粘结强度可逆。

较佳地，所述的可逆粘接层在160~360℃温度范围内，粘结强度可逆。

较佳地，所述可逆粘接层为热敏可逆粘接层、光敏可逆粘接层、热敏可逆粘接层与光敏可逆粘接层结合的复合层中的任意一种。