CN110120438A - 基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法 - Google Patents
基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110120438A CN110120438A CN201810110131.3A CN201810110131A CN110120438A CN 110120438 A CN110120438 A CN 110120438A CN 201810110131 A CN201810110131 A CN 201810110131A CN 110120438 A CN110120438 A CN 110120438A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- battery
- preparation
- epitaxial layer
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 143
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 12
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 4
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 abstract description 3
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910009815 Ti3O5 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N Cyclobutane Chemical compound C1CCC1 PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003471 anti-radiation Effects 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 230000003447 ipsilateral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N tunicamycin Natural products CC(C)CCCCCCCCCC=CC(=O)NC1C(O)C(O)C(CC(O)C2OC(C(O)C2O)N3C=CC(=O)NC3=O)OC1OC4OC(CO)C(O)C(O)C4NC(=O)C MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：提供第一衬底，并在所述第一衬底上制作形成阻挡层；在所述阻挡层上制作形成电池外延层；提供第二衬底，并将所述第二衬底固定在所述电池外延层上；依次去除所述第一衬底和所述阻挡层；采用正面电池工艺处理所述电池外延层；提供第三衬底，并将所述第三衬底固定在所述电池外延层上；去除所述第二衬底；在所述电池外延层上制作形成柔性导电衬底；去除所述第三衬底。本发明公开了一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法以生长柔性导电衬底取代了PI键合技术，工艺上不仅简化，同时也大大减少了电池损伤的可能；电池正负电极可以异侧，增大了电池的正面吸光面积。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法。
背景技术
近年来，随着科技的发展，无论是在航天领域，军事武器装备，还是在民用市场上对柔性太阳电池都有迫切的需求。
柔性薄膜太阳电池即指将常规的半导体衬底去掉，换成超薄柔性材料衬底，在保证高转换效率的前提下实现太阳电池重量比功率大幅度提高。传统的III-V族刚性电池因其超高的转换效率及抗辐照性能，一直以来都是空间领域的主力军，但其材质脆而硬，质量大，一定程度上限制了它的应用范围。而III-V族柔性电池在继承刚性电池优良性能的前提下，又有着刚性电池所没有的超轻、超薄、可弯曲的特点，成为无人机、人工智能及微型追踪器优先选择的供能器件。
目前主流的III-V族柔性太阳能电池使用晶片键合(wafer-bonding)工艺，先将电池键合在硅片上，去掉衬底后再键合到柔性聚酰亚胺(PI)薄膜上，最后腐蚀掉硅片。这些工艺过程涉及到多次键合过程，不仅过程复杂，工艺条件苛刻，同时极容易造成电池表面的损坏。而键合上的柔性衬底一般都是绝缘的，电池电极只能做到正负同侧，这样也会在一定程度上增加电池表面的遮光面积，降低其光电转换效率。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种制备工艺简单且基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，且通过该方法制得的太阳能电池具有超薄可弯曲和不易破碎的特点。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
提供第一衬底，并在所述第一衬底上制作形成阻挡层；
在所述阻挡层上制作形成电池外延层；
提供第二衬底，并将所述第二衬底固定在所述电池外延层上；
依次去除所述第一衬底和所述阻挡层；
采用正面电池工艺处理所述电池外延层；
提供第三衬底，并将所述第三衬底固定在所述电池外延层上；
去除所述第二衬底；
在所述电池外延层上制作形成柔性导电衬底；
去除所述第三衬底。
优选地，所述在所述阻挡层上制作形成电池外延层的制备方法具体为依序在所述阻挡层上制作形成顶电池、中间电池和底电池，所述顶电池、所述中间电池和所述底电池构成所述电池外延层。
优选地，在所述阻挡层上制作形成电池外延层之后，所述制备方法还包括在所述底电池上生长合金材料，并对所述合金材料进行退火处理以形成欧姆接触层。
优选地，所述提供第二衬底，并将所述第二衬底固定在所述电池外延层上的制备方法具体包括：
提供硅片作为所述第二衬底，并分别在所述第二衬底和所述欧姆接触层上均匀涂覆苯并环丁烯胶；
分别对涂覆有所述苯并环丁烯胶的所述第二衬底和所述欧姆接触层进行前烘处理；
将涂覆有所述苯并环丁烯胶的所述第二衬底和所述欧姆接触层对准后放入键合机中，经键合处理后使得所述第二衬底和所述欧姆接触层之间形成键合层。
优选地，所述依次去除所述第一衬底和所述阻挡层的制备方法具体包括：
对所述第一衬底进行机械减薄；
采用第一腐蚀液去除机械减薄后的所述第一衬底；
采用第二腐蚀液去除所述阻挡层。
优选地，所述采用正面电池工艺处理所述电池外延层的制备方法具体包括：
在所述顶电池上制作形成正面电极栅线；
在所述顶电池制作形成抗反射膜，所述抗反射膜位于所述正面电极栅线所在区域外。
优选地，所述提供第三衬底，并将所述第三衬底固定在所述电池外延层上的制备方法具体包括：
提供聚四氟乙烯面板作为所述第三衬底；
采用石蜡将所述第三衬底固定在经过正面电池工艺处理后的所述顶电池上。
优选地，所述去除所述第二衬底的具体步骤包括：
采用第三腐蚀液去除所述第二衬底或者采用干法刻蚀工艺去除所述第二衬；
采用反应离子刻蚀工艺去除所述键合层。
优选地，所述在所述电池外延层上制作形成柔性导电衬底的制备方法具体为在所述欧姆接触层在生长金属材料以形成所述柔性导电衬底。
优选地，所述去除所述第三衬底的制备方法具体包括：
将形成所述柔性导电衬底后的太阳能电池放入无水乙醇溶液中；
对所述无水乙醇溶液进行水浴加热以融化所述石蜡，以剥离所述第三衬底。
本发明公开了一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，本发明以生长柔性导电衬底取代了PI键合技术，工艺上不仅简化，同时也大大减少了电池损伤的可能；电池正负电极可以异侧，减少了正面面积的占用，增大了电池的正面吸光面积；电池厚度壁比PI柔性电池薄很多。这种方法不仅可以简化柔性电池的制备工艺，同时增大了电池的正面吸光面积，也使得电池片更加薄。
附图说明
图1A至图1J为本发明实施例的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1A至图1J示出了本发明实施例的太阳能电池的制备方法的工艺流程。
步骤S1、提供第一衬底10，并在第一衬底10上制作形成阻挡层20。
具体地，如图1A所示，优选采用GaAs衬底作为第一衬底10，阻挡层20的制作材料可选为GaInP材料或者AlInP材料，阻挡层20用于在后续步骤中腐蚀第一衬底10时保护电池的其他部分不被损坏。
步骤S2、在阻挡层20上制作形成电池外延层30。
作为优选实施例，如图1B所示，电池外延层30选用三结电池外延结构，具体是采用金属有机化合物化学气相沉淀工艺(MOCVD)或者分子束外延工艺(MBE)依序在阻挡层20上制作形成顶电池31、中间电池32及底电池33，其中顶电池31优选采用GaInP顶电池，中间电池32优选采用GaAs中间电池，底电池33优选采用InGaAs底电池。
进一步地，如图1C所示，在电池外延层30制作完成之后，采用蒸镀工艺在底电池33上生长Ti/Pt/Au合金材料，接着对合金材料进行退火处理以形成欧姆接触层34。其中，在蒸镀工艺前，采用丙酮、异丙醇对电池外延层30进行有机清洗，再用稀盐酸溶液对电池外延层30进行无机清洗。另外，退火工艺的温度为420℃，时间为90s。合金材料中金属Ti厚度为20nm，Pt厚度为50nm，Au厚度为200nm。
步骤S3、提供第二衬底40，并将第二衬底40固定在电池外延层30上。
如图1D所示，该步骤具体包括如下：
S31、选用硅片作为第二衬底40，并分别在第二衬底40和欧姆接触层34上均匀涂覆苯并环丁烯胶(BCB胶)。其中，利用旋涂机涂覆苯并环丁烯胶，控制旋涂机的第一阶段转速为600r/min并保持6s，接着旋涂机的第二阶段转速为1500r/min并保持15s，使得并环丁烯胶均匀涂覆在第二衬底40和欧姆接触层34上。
S32、分别对涂覆有苯并环丁烯胶的第二衬底40和欧姆接触层34进行前烘处理。其中前烘处理的时间为5分钟，温度为110℃。
S33、将涂覆有苯并环丁烯胶的第二衬底40和欧姆接触层34对准后放入键合机中，经键合处理后使得第二衬底40和欧姆接触层34之间形成键合层70。其中，键合机抽真空后进行加热加压，加热过程具体为开始加热至100℃并保持10min，接着加热至150℃并保持15min，然后加热至200℃并保持15min，最后加热至250℃并保持1h。降温阶段具体为降温至100℃开始施加压力，键合压力为650N，真空度设置为1x10-3mbar，直到冷却室温停止加压。这样通过键合层70的键合作用使得第二衬底40和欧姆接触层34相对固定。
步骤S4、依次去除第一衬底10和阻挡层20。
如图1E所示，该步骤具体包括如下：
S41、对第一衬底10进行机械减薄。具体地，键合后的圆片通过石蜡固定到陶瓷托盘上，进行机械减薄，第一衬底10厚度优选为350μm，减薄200μm，便于后续更快地腐蚀第一衬底10。
S42、采用第一腐蚀液去除机械减薄后的第一衬底10，其中第一腐蚀液为H2SO4、H2O2和H2O三种化合物组成的混合溶液，其中首先采用比例为H2SO4：H2O2：H2O＝1：5：1的第一腐蚀液快速腐蚀第一衬底10直至阻挡层20出现，接着采用比例为H2SO4：H2O2：H2O＝1：5：1的第一腐蚀液慢速将剩余的第一衬底10完全去除。
S43、采用第二腐蚀液去除阻挡层20，第二腐蚀液优选为盐酸溶液。这样将第一衬底10和阻挡层20去除后，太阳能电池临时转移至第二衬底40上。
步骤S5、采用正面电池工艺处理电池外延层30。
具体地，如图1F所示，采用蒸镀工艺在顶电池31上制作正面电极栅线80，并在顶电池31上制作形成抗反射膜90，其中抗反射膜90位于正面电极栅线80所在区域外。其中正面电极栅线80的材料为AuGe/Ni/Au合金材料，AuGe/Ni/Au的厚度分别为35nm/10nm/200nm。抗反射膜90包括依序叠层设置的Ti3O5/SiO2/Ti3O5/SiO2四层膜，其中Ti3O5/SiO2/Ti3O5/SiO2四层膜的厚度分别为69nm/20nm/28nm/103nm。
步骤S6、提供第三衬底50，并将第三衬底50固定在电池外延层30上。
如图1G所示，该步骤具体包括如下：
S61、提供聚四氟乙烯面板作为第三衬底50。
S62、采用石蜡将第三衬底50固定在经过正面电池工艺处理后的顶电池31上。具体是将融化后的石蜡涂覆在第三衬底50上，将第三衬底50对准顶电池31后进行挤压，待石蜡凝固后，第三衬底50和顶电池31相对固定。
步骤S7、去除第二衬底40。
如图1H所示，该步骤具体包括如下：
S71、采用第三腐蚀液去除第二衬底40，第三腐蚀液为氢氟酸溶液。当然在其他实施方式中，还可采用干法刻蚀工艺去除第二衬底40，先对第二衬底40进行深硅刻蚀，接着利用氢氟酸溶液进行腐蚀
S72、采用反应离子刻蚀工艺去除键合层70。在去除第二衬底40和键合层70后，太阳能电池临时转移至第三衬底50上。
步骤S8、在电池外延层30上制作形成柔性导电衬底60。
如图1I所示，优选采用电镀工艺在电池外延层30上方的欧姆接触层34上生长金属材料以形成柔性导电衬底60，其中柔性导电衬底60通过欧姆接触层34实现与底电池33的电性连接，这样柔性导电衬底60可用作太阳能电池的负电极。作为优选实施例，柔性导电衬底60为20μm厚度的金属铜层，具有良好的柔软性。
步骤S9、去除第三衬底50。
如图1J所示，该步骤具体包括如下：
S91、将形成柔性导电衬底60后的太阳能电池放入无水乙醇溶液中；
S92、对无水乙醇溶液进行水浴加热以融化石蜡，以剥离第三衬底50。
本发明公开了一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，本发明以生长柔性导电衬底取代了PI键合技术，工艺上不仅简化，同时也大大减少了电池损伤的可能；电池正负电极可以异侧，减少了正面面积的占用，增大了电池的正面吸光面积；电池厚度壁PI柔性电池薄很多。这种方法不仅可以简化柔性电池的制备工艺，同时增大了电池的正面吸光面积，也使得电池片更加薄。
本发明公开的制备方法所制得的太阳能电池厚度超薄、超轻的质量，既能够节省电池所占空间，也减少了其产生的负重。柔性导电衬底直接设置在底电池接触金属上，可作为太阳能电池的背面电极。同时制作的器件可以适应平面和曲面，可以直接和其他装置结合在一起，大大减少了装置的质量且占用极少空间。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供第一衬底(10)，并在所述第一衬底(10)上制作形成阻挡层(20)；
在所述阻挡层(20)上制作形成电池外延层(30)；
提供第二衬底(40)，并将所述第二衬底(40)固定在所述电池外延层(30)上；
依次去除所述第一衬底(10)和所述阻挡层(20)；
采用正面电池工艺处理所述电池外延层(30)；
提供第三衬底(50)，并将所述第三衬底(50)固定在所述电池外延层(30)上；
去除所述第二衬底(40)；
在所述电池外延层(30)上制作形成柔性导电衬底(60)；
去除所述第三衬底(50)。
2.根据权利要求1所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述阻挡层(20)上制作形成电池外延层(30)的制备方法具体为依序在所述阻挡层(20)上制作形成顶电池(31)、中间电池(32)和底电池(33)，所述顶电池(31)、所述中间电池(32)和所述底电池(33)构成所述电池外延层(30)。
3.根据权利要求2所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述阻挡层(20)上制作形成电池外延层(30)之后，所述制备方法还包括在所述底电池(33)上生长合金材料，并对所述合金材料进行退火处理以形成欧姆接触层(34)。
4.根据权利要求3所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述提供第二衬底(40)，并将所述第二衬底(40)固定在所述电池外延层(30)上的制备方法具体包括：
提供硅片作为所述第二衬底(40)，并分别在所述第二衬底(40)和所述欧姆接触层(34)上均匀涂覆苯并环丁烯胶；
分别对涂覆有所述苯并环丁烯胶的所述第二衬底(40)和所述欧姆接触层(34)进行前烘处理；
将涂覆有所述苯并环丁烯胶的所述第二衬底(40)和所述欧姆接触层(34)对准后放入键合机中，经键合处理后使得所述第二衬底(40)和所述欧姆接触层(34)之间形成键合层(70)。
5.根据权利要求2所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述依次去除所述第一衬底(10)和所述阻挡层(20)的制备方法具体包括：
对所述第一衬底(10)进行机械减薄；
采用第一腐蚀液去除机械减薄后的所述第一衬底(10)；
采用第二腐蚀液去除所述阻挡层(20)。
6.根据权利要求5所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述采用正面电池工艺处理所述电池外延层(30)的制备方法具体包括：
在所述顶电池(31)上制作形成正面电极栅线(80)；
在所述顶电池(31)上制作形成抗反射膜(90)，所述抗反射膜(90)位于所述正面电极栅线(80)所在区域外。
7.根据权利要求6所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述提供第三衬底(50)，并将所述第三衬底(50)固定在所述电池外延层(30)上的制备方法具体包括：
提供聚四氟乙烯面板作为所述第三衬底(50)；
采用石蜡将所述第三衬底(50)固定在经过正面电池工艺处理后的所述顶电池(31)上。
8.根据权利要求4所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述去除所述第二衬底(40)的具体步骤包括：
采用第三腐蚀液去除所述第二衬底(40)或者采用干法刻蚀工艺去除所述第二衬底(40)；
采用反应离子刻蚀工艺去除所述键合层(70)。
9.根据权利要求8所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述电池外延层(30)上制作形成柔性导电衬底(60)的制备方法具体为在所述欧姆接触层(34)在生长金属材料以形成所述柔性导电衬底(60)。
10.根据权利要求7所述的基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述去除所述第三衬底(50)的制备方法具体包括：
将形成所述柔性导电衬底(60)后的太阳能电池放入无水乙醇溶液中；
对所述无水乙醇溶液进行水浴加热以融化所述石蜡，以剥离所述第三衬底(50)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810110131.3A CN110120438B (zh) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810110131.3A CN110120438B (zh) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110120438A true CN110120438A (zh) | 2019-08-13 |
| CN110120438B CN110120438B (zh) | 2021-02-23 |
Family
ID=67519147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810110131.3A Active CN110120438B (zh) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | 基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110120438B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111276550A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-06-12 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院 | 具有石墨烯透明电极的柔性太阳能电池及其制作方法 |
| CN111524984A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-11 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法 |
| CN112599623A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-04-02 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种柔性二极管芯片及其制作方法 |
| CN115939263A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-04-07 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103489958A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-01 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种柔性硅基砷化镓电池的制备方法 |
| CN104993011A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-10-21 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 利用选择腐蚀衬底剥离制备薄膜太阳能电池的工艺 |
| CN105047762A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-11 | 河北英沃泰电子科技有限公司 | 砷化镓太阳能电池制备工艺 |
| CN106784151A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池制备方法 |
-
2018
- 2018-02-05 CN CN201810110131.3A patent/CN110120438B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103489958A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-01 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种柔性硅基砷化镓电池的制备方法 |
| CN104993011A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-10-21 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 利用选择腐蚀衬底剥离制备薄膜太阳能电池的工艺 |
| CN105047762A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-11 | 河北英沃泰电子科技有限公司 | 砷化镓太阳能电池制备工艺 |
| CN106784151A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111276550A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-06-12 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院 | 具有石墨烯透明电极的柔性太阳能电池及其制作方法 |
| CN111524984A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-11 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种柔性砷化镓太阳能电池芯片及其制作方法 |
| CN112599623A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-04-02 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种柔性二极管芯片及其制作方法 |
| CN115939263A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-04-07 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池制备方法、太阳能电池及光伏组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110120438B (zh) | 2021-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110120438A (zh) | 基于金属柔性基底的太阳能电池的制备方法 | |
| CN102222734B (zh) | 一种倒置太阳能电池制作方法 | |
| CN108517555B (zh) | 基于范德华外延获得大面积高质量柔性自支撑单晶氧化物薄膜的方法 | |
| CN102110594B (zh) | 一种对GaAs与Si进行低温金属键合的方法 | |
| JPH10270669A (ja) | 半導体基材の製造方法 | |
| CN103489958B (zh) | 一种柔性硅基砷化镓电池的制备方法 | |
| CN108615700A (zh) | 一种薄型太阳电池刚性-柔性衬底有机键合转移工艺方法 | |
| CN208256681U (zh) | 薄膜太阳能电池 | |
| CN105932079B (zh) | 柔性多结太阳电池及其制作方法 | |
| CN105470115B (zh) | 一种将砷化镓外延层转移至金属柔性衬底的方法 | |
| US8450219B2 (en) | Method of fabricating Al2O3 thin film layer | |
| CN104124286A (zh) | 一种利用自生长贵金属等离基元纳米结构及其提高GaInP基太阳能电池光吸收的应用 | |
| CN105742402B (zh) | 一种叠层太阳能电池的制备方法及其结构 | |
| CN209357741U (zh) | 三结叠层太阳能电池 | |
| JP2015512149A (ja) | 多層金属支持体 | |
| CN110739209A (zh) | 一种锗单晶单面抛光片的清洗工艺 | |
| CN110534599A (zh) | 一种柔性薄膜太阳能电池及其制备方法 | |
| CN108258062B (zh) | 砷化镓太阳能电池及其制备方法 | |
| CN109768111A (zh) | 一种GaAs纳米柱-石墨烯肖特基结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN107482073A (zh) | 一种铜铟镓硒柔性薄膜电池的钼层制备方法 | |
| CN104218108B (zh) | 一种高效率柔性薄膜太阳能电池 | |
| Tamboli et al. | Indium zinc oxide mediated wafer bonding for III–V/Si tandem solar cells | |
| WO2020029581A1 (zh) | 柔性太阳能电池及其制作方法 | |
| WO2017084492A1 (zh) | 双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法 | |
| CN105280745B (zh) | GaInP/GaAs /InGaAs/Ge四结级联太阳电池及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |