CN101764174A - 聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法 - Google Patents

聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法 Download PDF

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李红波
张玮
池卫英
姜德鹏
余甜甜
袁爱谊
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Abstract

本发明涉及一种聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法，它包括在锗单晶片衬底上制作多结砷化镓外延片、在外延片上涂布一层黑胶保护层，衬底采用腐蚀工艺减薄厚度、在衬底镀一层钯/银/金作为下电极、在外延片上采用负胶光刻工艺光刻出电极图形，并在电极图形上镀金锗镍/银/金作为上电极、在上电极上再蒸镀一层减反射膜以及去胶金属化后划成需要的尺寸等步骤。本发明聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法采用刻槽和腐蚀台面工艺，降低了电池的漏电流损失，提高了填充因子和开路电压，因此效率也显著提高，产品合格率也显著增加。

Description

聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域，涉及一种聚光多结太阳电池的制造方法。
背景技术
由于聚光多结砷化镓太阳电池具有效率高、高温性能好，为高电压低电流器件，通过聚光将显著提高电池电流输出，特别在实现高倍聚光后，可获得更高的功率输出；因此，聚光砷化镓太阳电池被公认为最有发展前途和商用价值的新一代太阳能电池。
然而，砷化镓的材料和制造工艺成本远大于常见的硅太阳电池，限制了砷化镓太阳电池的广泛应用。砷化镓太阳电池的成本包括衬底材料、外延过程和工艺制造。采用更薄的衬底可以减少材料的使用，大批量生产才能降低外延成本，而采用合理的制造过程、提高合格率是降低成本的重要环节。一般砷化镓太阳电池的制造工艺过程复杂，效率低，合格率低，成本增加。
虽然已经有专利《聚光太阳电池的制作方法》(200510009540.7)，简单介绍了聚光砷化镓太阳电池的制作步骤，例如，“步骤1：以砷化镓或锗单晶片为衬底；步骤2：利用金属有机化合物气相沉积法、分子束外延和液相外延生长技术，生长太阳电池外延片；步骤3：在外延片上制作上电极，在衬底的下面制作下电极：步骤4：腐蚀上表面、蒸镀减反射膜、对电池组件封装；步骤5：利用一支架在电池的正面安装聚光装置，在电池的背面安装冷却装置；步骤6：安装对日跟踪装置，完成电池的制作。”
但是在制造过程中，存在很多问题，导致电池效率降低和合格率不高。(1)电池结构问题，导致聚光后填充因子降低；(2)工艺问题，如边缘漏电流导致填充因子和开路电压降低；(3)阴影问题，如果一片电池受到遮挡，或者某一片电池损坏，整个一串电池都受到影响。(4)电极厚度较小，导致电池在聚光条件下工作时，填充因子减小。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法，以解决填充因子和开路电压过低等问题，提高电池效率和产品合格率，尽可能地简化制造过程，降低制造成本。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法，包括如下步骤：
A、以锗单晶片为衬底，利用金属有机化合物气相沉积外延生长技术，在衬底的一个面上生长太阳电池外延片；
B、以外延片表面为正面，另一面为背面，在正面涂布一层黑胶保护层，背面采用腐蚀工艺减薄衬底的厚度；
C、在背面镀一层钯/银/金作为下电极；
D、在正面采用负胶光刻工艺光刻出电极图形，在电极图形上镀金锗镍/银/金作为上电极；
E、正面经选择性腐蚀后，再蒸镀一层减反射膜；
F、去胶金属化后划成需要的尺寸，即完成单体电池的制作。
所述的下电极采用蒸镀或电镀的方法制作。
所述的减反射膜为Si02/TiO2膜或A12O3/TiO2膜或MgF/ZnS膜。
本发明的聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下的优点和和特点：
1、由于采用了刻槽腐蚀工艺，腐蚀到衬底材料，可降低电池边缘对电池的影响。
2、由于采用了负胶光刻工艺，增加了栅电极的厚度。
3、散聚光电池集成了防阴影二极管，不需要外部连接，简化了制造组装过程。
具体实施方式
本发明的聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法是，首先以以锗单晶片为衬底，利用金属有机化合物气相沉积外延生长技术，以锗单晶片为衬底，利用金属有机化合物气相沉积外延生长技术，在衬底的一个面上生长太阳电池外延片。以外延片表面为正面，另一面为背面，在正面涂布一层黑胶保护层，背面采用腐蚀工艺减薄衬底的厚度，然后在背面蒸镀或电镀一层钯/银/金作为下电极。、在正面采用负胶光刻工艺光刻出电极图形，在电极图形上镀金锗镍/银/金作为上电极。正面经选择性腐蚀后，再蒸镀一层Si02/TiO2膜或A12O3/TiO2膜或MgF/ZnS膜作为减反射膜。去胶金属化后划成需要的尺寸，即完成单体电池的制作。
本发明聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法采用刻槽和腐蚀台面工艺，降低电池的漏电流损失，提高了填充因子和开路电压，因此效率也显著提高，产品合格率也显著增加。还通过采用增加隧穿结浓度，使电池可以在更高光强下工作，节约了电池材料；通过集成二极管，可以避免由于光强不均匀导致的电池损坏。
本发明的制造方法用于制作聚光砷化镓太阳电池，增加了电池效率和可靠性，简化了制造过程，降低了成本。

Claims (3)

1.一种聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、以锗单晶片为衬底，利用金属有机化合物气相沉积外延生长技术，在衬底的一个面上生长太阳电池外延片；
B、以外延片表面为正面，另一面为背面，在正面涂布一层黑胶保护层，背面采用腐蚀工艺减薄衬底的厚度；
C、在背面镀一层钯/银/金作为下电极；
D、在正面采用负胶光刻工艺光刻出电极图形，在电极图形上镀金锗镍/银/金作为上电极；
E、正面经选择性腐蚀后，再蒸镀一层减反射膜；
F、去胶金属化后划成需要的尺寸，即完成单体电池的制作。
2.如权利要求1所述的聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法，其特征在于：所述的下电极采用蒸镀或电镀的方法制作。
3.如权利要求1所述的聚光多结砷化镓太阳电池的制造方法，其特征在于：所述的减反射膜为SiO2/TiO2膜或Al2O3/TiO2膜或MgF/ZnS膜。
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