[发明专利]一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法

权利要求书

1.一种砷化镓薄膜太阳电池，包括外延层、聚酰亚胺薄膜层和键合层，所述聚酰亚胺薄膜层两侧设置有所述键合层，一侧的所述键合层上设置有所述外延层，其特征在于：

所述外延层上均匀间隔开设有腐蚀槽，所述腐蚀槽把所述外延层分割成具有间距的阵列状所述外延层，所述腐蚀槽的槽底为所述键合层的表面，与所述外延层接触的所述键合层上均匀间隔开设有走道，所述走道把与所述外延层接触的所述键合层分割成具有间距的阵列状所述键合层，所述走道的槽底为所述聚酰亚胺薄膜层的表面，所述走道位于所述腐蚀槽之下且为一一对应的关系；

还包括有N电极、P电极和互联电极，每块所述键合层上均设置有P电极，所述P电极间隔均匀分布在所述腐蚀槽内，每块所述外延层上均设置有N电极，相邻的所述P电极与所述N电极之间设置有互联电极，相邻的阵列状所述键合层和阵列状所述外延层通过位于两者之间的所述互联电极连接在一起；

所述外延层表面、所述腐蚀槽内和所述走道内涂敷有一层BCB胶层，所述BCB胶层表面涂敷有一层减反射膜层。

2.根据权利要求1所述的一种砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于：

所述外延层的结构为三结、二结或单结。

3.根据权利要求1所述的一种砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于：

所述N电极和P电极的电极结构均为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度占11%。

4.根据权利要求1所述的一种砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于：

所述互联电极材料为Ag，厚度为40KÅ，所述键合层的厚度为15 KÅ。

5.一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，用于制作如权利要求1-4任一所述的砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于，包括以下步骤：

S1：倒置生长外延结构，在N型GaAs基板上，使用有机金属化学气象沉积的方法，生长多结太阳电池的外延结构，使得在N型GaAs基板上形成一层外延层；

S2：金属蒸镀，对外延层、GaAs临时基板片以及聚酰亚胺膜进行清洗，清洗后，在外延层远离GaAs基板一侧的表面和在GaAs临时基板片靠近外延层的一侧表面蒸镀Au，在聚酰亚胺膜两侧的表面均依次蒸镀Ti和Au，蒸镀后对外延层、GaAs临时基板和聚酰亚胺膜进行退火；

S3：键合，将外延层、聚酰亚胺膜和GaAs临时基板依次叠加在一起，键合时，金属面对金属面，使得外延层与聚酰亚胺膜之间和GaAs临时基板与聚酰亚胺膜之间均形成一层金属键合层，键合后，在GaAs临时基板面远离聚酰亚胺膜一侧的表面沉积一层保护层薄膜；

S4：GaAs基板去除，使用化学溶液腐蚀的方法，去除外延层一侧的GaAs基板；

S5：台面制作，使用电感耦合等离子体刻蚀外延层，蚀刻至金属层为止，使得在外延层上均匀间隔形成一道道腐蚀槽，把外延层分割成若干块外延层；

S6：N/P电极制作，使用负性光刻胶制作电极图形，蒸镀金属电极，然后进行剥离的方法，一次性制作出N面与P面的电极，使得在每块外延层上均蒸镀出一个N电极，在每个腐蚀槽内的键合层上均蒸镀出一个P电极；

S7：走道制作，先使用光刻掩膜技术，利用光刻胶在腐蚀槽底作出走道图形，使用I₂和KI的水溶液对键合层的Au层进行蚀刻，再利用HF溶液腐蚀键合层的Ti层，使得在每个腐蚀槽的槽底上均蚀刻出走道，把键合层分割成若干块，走道均位于相邻的两个P电极之间；

S8：BCB填充，在经过步骤走道制作后的阵列状外延层表面、腐蚀槽表面和走道表面涂敷一层增粘剂，再涂敷一层BCB胶，形成BCB胶层，涂覆后，对BCB胶进行固化处理；

S9：平坦化并电极开窗，经步骤BCB填充的BCB胶固化后，然后对BCB胶层表面进行化学机械抛光，将BCB胶层表面进行平坦化，BCB胶层一面作为太阳电池正面，再利用光刻掩膜加ICP技术，将N/P电极上的BCB胶去除；

S10：互联电极制作，利用负胶剥离技术与电子束蒸发技术，蒸发出连接相邻的N电极和P电极的电极，在相邻的N电极和P电极之间形成一个互联电极，使得相邻的两块键合层和外延层通过互联电极连接在一起；

S11：减反射膜制作，在太阳电池正面使用电子束蒸发技术依次蒸镀上Ti₃O₅和Al₂O₃，形成一层减反射膜层，然后使用光刻掩膜技术，制作减反射膜蚀刻图形，再使用HF溶液腐蚀掉N/P电极和互联电极上的减反射膜；

S12：GaAs临时基板去除，在太阳电池正面涂覆一层光刻胶，作为保护层，再贴一层热解膜进行进一步保护，然后使用砂轮研磨机，将GaAs临时基板减薄至100μm，然后使用NH₄OH和H₂O₂的水溶液，对剩余GaAs临时基板进行腐蚀，直至将GaAs基板完全腐蚀。