[发明专利]正负电极同侧的多结砷化镓太阳电池芯片及其制备方法

权利要求书

1.正负电极同侧的多结砷化镓太阳电池芯片的制备方法，所述多结砷化镓太阳电池芯片包括Ge衬底(2)，所述Ge衬底(2)上形成有沟槽，通过对沟槽进行绝缘填充，使得沟槽内形成电池永久性的绝缘部分(7)，从而将Ge衬底(2)区分为两个独立绝缘的部分，分别为第一Ge衬底部分和第二Ge衬底部分，所述Ge衬底(2)的背面制备相互独立的第一电极(1)和第二电极(6)作为正、负电极，所述第一电极(1)和第二电极(6)对应于Ge衬底(2)上述两个独立绝缘的部分，即第一电极(1)位于第一Ge衬底部分上，第二电极(6)位于第二Ge衬底部分上，所述第一电极(1)和第二电极(6)之间制备有第一绝缘介质(5)，所述第一绝缘介质(5)位于电池永久性的绝缘部分(7)底部，所述第一Ge衬底部分的正面制备有外延层(3)，所述绝缘部分(7)的顶部与外延层(3)靠近绝缘部分(7)的侧壁制备有第二绝缘介质(8)，所述外延层(3)和第二绝缘介质(8)的顶部制备有互连的第三电极(9)和金属栅线(10)，所述第三电极(9)和金属栅线(10)通过与第二Ge衬底部分相接触来实现与第二电极(6)的连通，即与负电极连通，所述外延层(3)包含叠置的窗口层和帽子层，所述第三电极(9)和金属栅线(10)与帽子层相接触，采用选择性腐蚀的方法，将第三电极(9)和金属栅线(10)以外的帽子层腐蚀掉，露出窗口层，并在窗口层、第三电极(9)和金属栅线(10)上制备减反射膜(4)；

其特性在于，所述的制备方法，包括以下步骤：

1)提供Ge衬底(2)，采用MOCVD技术在该Ge衬底的正面外延生长有逐层依次叠加的N型GaInP成核层(31)、通过隧穿结相互串联的多结子电池、N型AlInP窗口层(37)、N型GaInAs帽子层(38)，形成外延层(3)；

2)在Ge衬底(2)的背面采用光刻胶剥离技术制备第一电极(1)和第二电极(6)；

3)采用湿法腐蚀技术在第一电极(1)和第二电极(6)之间制备SiO₂或Si₃N₄绝缘介质，为第一绝缘介质(5)；

4)采用光刻技术和ICP刻蚀技术将部分外延层刻蚀至Ge衬底(2)，并采用湿法腐蚀技术将Ge衬底上的N型Ge刻蚀掉；

5)采用光刻及湿法腐蚀与去胶技术，刻透部分Ge衬底，形成沟槽，沟槽对准Ge衬底上的第一绝缘介质(5)；

6)采用光刻技术，用SU8光刻胶对沟槽进行填充，并进行高温固化，形成电池永久性的绝缘部分(7)；

7)采用PECVD技术、光刻及湿法腐蚀与去胶技术，在被腐蚀外延层的侧壁和电池永久性的绝缘部分(7)顶部制备SiO₂或Si₃N₄绝缘介质，为第二绝缘介质(8)；

8)在外延层(3)和第二绝缘介质(8)顶部采用光刻胶剥离技术制备互连的第三电极(9)和金属栅线(10)，并直接与Ge衬底(2)接触，从而实现与Ge衬底(2)背面的负电极连通；

9)采用选择性腐蚀的方法，将第三电极(9)和金属栅线(10)以外的N型GaInAs帽子层(38)腐蚀掉，露出N型AlInP窗口层(37)；

10)在N型AlInP窗口层(37)、第三电极(9)和金属栅线(10)上，采用电子束蒸镀的方法镀上减反射膜(4)，得到电池制品；

11)采用机械切割或激光切割的方法对电池制品进行切割，形成完整独立的电池芯片。