[发明专利]一种薄膜砷化镓太阳电池上电极及其制备方法

说明书

一种薄膜砷化镓太阳电池上电极及其制备方法，所述薄膜砷化镓太阳电池上电极包括：底层金属栅极、介质层和顶层金属栅极，其中，所述底层金属栅极、所述介质层和所述顶层金属栅极由内向外依次设置于外延片的外表面上，所述底层金属栅极和所述顶层金属栅极连接。本发明提供的一种薄膜砷化镓太阳电池上电极及其制备方法具有如下优点和积极效果：使用局部绝缘型上电极结构，可以有效避免电池局部受压时造成的短路现象，保证电池输出效率；使用氧化物介质层作为绝缘结构，具有耐高温、结合力好、绝缘性强等特点；采用了光刻技术和真空蒸发技术制备上电极，具有工艺简单、技术成熟等特点。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种薄膜砷化镓太阳电池上电极及其制备方法。

背景技术

金属有机化合物气相外延技术简称MOCVD，是用氢气载气将金属有机化合物蒸汽和非金属氢化物经过多路开关送入反应室内加热的衬底上，通过分解反应而最终在其上生长出外延层的先进技术.它的生长过程涉及流体力学、气相及固体表面反应动力学及二者相耦合的复杂过程，一般其外延生长是在热力学近平衡条件下进行的。

以砷化镓为衬底生长制备Ⅲ-Ⅴ族外延结构是制作太阳能电池及LED的重要技术手段，其中，太阳能电池可生长为多结太阳电池，其效率远高于其他种类太阳电池。同时，由于砷化镓属于直接带隙半导体，只需要较薄的结构就可以实现所需功能。目前，薄膜砷化镓太阳电池多使用纯金属体系作为上电极使用，其缺点是由于金属延展性较好且薄膜砷化镓材料较脆，电极受到局部压力时易造成电池破损，上下电极连接短路导致电池输出功率大幅下降。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种薄膜砷化镓太阳电池上电极，包括：底层金属栅极、介质层和顶层金属栅极，其中，所述底层金属栅极、所述介质层和所述顶层金属栅极由内向外依次设置于外延片的外表面上，所述底层金属栅极和所述顶层金属栅极连接。

优选地，所述底层金属栅极包括：底层主栅、底层焊点和底层细栅，其中，所述底层主栅设置于太阳电池侧边，所述底层焊点等间距布置于所述底层主栅上，所述底层细栅均匀布置于所述外延片上，且与所述底层主栅垂直。

优选地，所述底层主栅的宽度范围为0.2mm-1mm，所述底层主栅的长度范围为5mm-100mm，所述底层细栅的宽度范围为0.005mm-0.1mm，所述底层细栅的长度范围为5mm-100mm，所述底层焊点的尺寸范围为0.5mm×0.5mm-5mm×5mm。

优选地，所述顶层金属栅极包括：顶层主栅、顶层焊点和顶层细栅，其中，所述顶层主栅设置于所述介质层侧边，所述顶层焊点等间距布置于所述顶层主栅上，所述顶层细栅均匀布置于所述介质层上，且与所述顶层主栅垂直。

优选地，所述顶层主栅的宽度范围为0.2mm-1mm，所述顶层主栅的长度范围为5mm-100mm，所述顶层细栅的宽度范围为0.005mm-0.1mm，所述顶层细栅的长度范围为5mm-100mm，所述顶层焊点的尺寸范围为0.5mm×0.5mm-5mm×5mm。

优选地，所述外延片为薄膜砷化镓外延片，且最外表面为N型砷化镓接触层。

优选地，所述介质膜为SiOx、AlOx、TiOx或SiNx。

优选地，所述介质膜的厚度为20nm-200nm。

优选地，所述介质层为分散不连续的图形，且占据所述底层金属栅极中底层主栅的面积为50％-80％，占据所述底层金属栅极中底层焊点的面积为100％，占据所述底层金属栅极中底层细栅的面积为10％-30％。

本发明还提供了一种薄膜砷化镓太阳电池上电极的制备方法，所述薄膜砷化镓太阳电池上电极包括如上述中任一所述薄膜砷化镓太阳电池上电极，所述方法包括步骤：

将外延片放入丙酮中用超声清洗5分钟以上后冲水甩干；