CN112614915A - 太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构 - Google Patents

太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种太阳能电池测试方法及太阳能电池测试用中间结构，包括：在衬底上制备包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片,n≥1；在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构,以分别暴露第一至第n个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层，使得各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；分别在各个子电池的暴露的电接触层上制备电极；以及利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。根据本公开的太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构，可在不进行衬底剥离的情况下，以简化的工艺进行太阳能电池性能测试，节省了太阳能电池测试验证的时间，从而缩短外延生长设备待机验证时间，有效地提高了外延生长设备的利用率。

Description

太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构
技术领域
本申请涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构。
背景技术
在太阳能电池中，柔性薄膜太阳能电池因其轻薄性和柔性而得到越来越多的关注。柔性薄膜太阳能电池可应用于各种要求柔性的应用中，并且非常适合应用于对载荷重量较为敏感的航天或航空设备上。柔性薄膜电池的制备过程通常涉及在硬质衬底上以倒装结构生长电池外延层；之后，需要将电池外延层从原生长衬底上剥离下来，使得电池变成柔性薄膜。在将电池外延层从原生长衬底上剥离下来之后，还需要在剥离的电池外延层上制备电极、减反射膜等必要的电池结构。
采用倒装结构制备的柔性薄膜电池，制备工艺比正装结构电池复杂，且耗时也长。例如，通常正装刚性衬底的GaAs电池的制备工艺24小时即可完成，而柔性三结GaAs薄膜电池的制备工艺需要更长的时间。这其中，仅将外延层从原生长衬底上剥离下来就需要24小时左右的时间，加上其它辅助工序，需要更长的时间。
在正常的生产流程中，外延生长电池的核心结构所使用的金属有机物化学气相外延设备需要定期的维护。每次维护后，需要投放先行验证批次，然后走完正常的工艺制备流程，最终对成品电池的电学性能进行检验，合格后才能大量生产。对于采用倒装结构制备的柔性薄膜电池，外延生长设备待机验证时间需要5天左右，造成正常生产时间的极大浪费。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构，以缩短外延生长设备待机验证时间，提高外延生长设备利用率。
本发明的第一方面提供一种太阳能电池测试方法，包括：
在衬底上制备包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片,其中，第一至第n个子电池按朝向衬底的方向顺序排列，各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间具有电接触层，第一子电池的远离衬底的一侧具有暴露的电接触层，n≥1；
在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构,以分别暴露第一至第n个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层，使得各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；
分别在各个子电池的暴露的电接触层上制备电极；以及
利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。
根据本发明的一个实施例，所述的太阳能电池测试方法，还包括：
在形成台阶结构之前，在太阳能电池外延片上形成隔离槽，所述隔离槽的深度到达衬底，以将测试区和非测试区隔离；并且
所述台阶结构位于所述隔离槽包围的所述测试区中。
根据本发明的一个实施例，所述隔离槽和测试区形成于所述太阳能电池外延片的预计非使用区域。
根据本发明的一个实施例所述的太阳能电池测试方法，其中，在各个台阶面上的各个电极在衬底上的投影相互分开。
根据本发明的一个实施例所述的太阳能电池测试方法，其中，在各个台阶面上的电极的面积小于对应台阶面的面积。
根据本发明的一个实施例所述的太阳能电池测试方法，其中，所述衬底为临时衬底,在所述临时衬底和所述太阳能电池外延片之间形成有牺牲层。
根据本发明的一个实施例所述的太阳能电池测试方法，其中，在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构具体包括：
采用第一掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除第一子电池的一部分，暴露出第一子电池和第二子电池之间的电接触层的一部分，在第一子电池和第二子电池间形成第一台阶结构；
采用第二掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除被暴露的第二子电池的一部分，暴露出第二子电池和第三子电池之间的电接触层的一部分，在第二子电池和第三子电池间形成第二台阶结构；
重复前述过程，在相邻的子电池间形成连续的台阶结构；
采用第n个掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除通过前述步骤被暴露的第n个子电池的一部分，暴露出第n个子电池和衬底之间的电接触层的一部分，在第n个子电池和衬底间形成第n个台阶结构。
根据本发明的一个实施例所述的太阳能电池测试方法，其中，分别在各个子电池的电接触层上制备电极包括：
在各个子电池的远离衬底侧的电接触层上分别制备第一类型电极；以及
在第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上制备第二类型电极。
根据本发明的一个实施例所述的太阳能电池测试方法，其中，
在各个子电池的远离衬底侧的电接触层上分别制备第一类型电极包括：
在形成台阶结构的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，采用第一电极掩模板通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除各个子电池的远离衬底侧的电接触层上的待形成电极的区域的光刻胶；
在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片上沉积第一电极材料层；以及
腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形成第一类型电极的图案；并且
在第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上制备第二类型电极包括：
在形成台阶结构的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，采用第二电极掩模板通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上的待形成电极的区域的光刻胶；
在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片上沉积第二电极材料层；以及
腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形第二类型电极的图案。
本发明的第二方面提供一种太阳能电池测试中间结构，包括：
衬底；
在衬底上的包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片，其中，第一至第n个子电池按朝向衬底的方向顺序排列，各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间具有电接触层，第一子电池的远离衬底的一侧具有暴露的电接触层，n≥1；
所述太阳能电池外延片和衬底之间具有牺牲层；
在太阳能电池外延片上形成有n个台阶结构,所述台阶结构分别暴露各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层；
各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；并且
在各个子电池的电接触层上形成有电极。
根据本发明构思的太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构，在临时衬底上形成太阳能电池外延片后，在不进行衬底剥离的情况下，可采用光刻和腐蚀工艺直接在衬底上的太阳能电池外延片上形成台阶结构,以分别暴露太阳能电池外延片的各个子电池的电接触层，而后分别在各个子电池的电接触层上制备电极并利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。因此，本发明各实施例的太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构，能够在不进行衬底剥离的情况下，以简化的工艺进行太阳能电池性能测试，节省了太阳能电池测试验证的时间，从而缩短了外延生长设备待机验证时间，有效地提高了外延生长设备的利用率。
附图说明
图1为一种倒装结构的太阳能电池的衬底剥离过程的示意图；
图2为根据本发明的一个实施例的倒装太阳能电池外延结构的示意图；
图3.1至图3.5为根据本发明的一个实施例的太阳能电池测试方法制备测试用的太阳能电池测试中间结构的过程的示意图；
图4为图3.5的太阳能电池测试中间结构的俯视图；
图5为图3.1至图3.5的制备测试用的太阳能电池测试中间结构的过程中所用到的掩模板的示意图；以及
图6为根据本发明的一个实施例的太阳能电池测试方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。需要注意，为了清楚起见，实施例的附图可能不一定按比例绘制；另外，实施例的附图只是示意结构，可能省略某些与本发明的构思无直接关系的常规结构的图示；并且，需要注意本发明实施例中描述的方法步骤的顺序并不必然表示各个步骤的实际执行顺序。在可行的情况下，实际执行顺序可与描述的顺序不同。
图1为一种倒装结构的单结太阳能电池的衬底剥离过程的示意图。左图表示在金属有机化学气相外延设备上倒装生长的太阳能电池结构，还没有进行后续的电池制造工艺。所示太阳能电池结构包括临时衬底10，在临时衬底10上依次外延生长的牺牲层20、N型接触层31、PN结区32以及P型接触层33。在常规工艺中，如图1中右图所示，牺牲层20被腐蚀掉，包括N型接触层31、PN结区32以及P型接触层33的太阳能电池外延片30与衬底10脱离并且被翻转。N型接触层31成为暴露表面,并作为电池的正面，随后各种电极制备和隔离区域的腐蚀工艺就在这一面上进行，最终制成成品电池。
在现有技术中，如果要进行电池性能测试和检验，一般是在全部工艺制备流程完成后，最终对成品电池的电学性能进行检验。但是，由于在实际生产过程中，生长太阳能电池外延片所使用的金属有机物化学气相沉积外延设备需要定期的维护，并且每次维护后，需要对维护后的试验批次的太阳能电池进行性能测试和检验，合格后才能后续大量生产。如果每次检验都走完正常的工艺制备流程，最终对成品电池的电学性能进行检验，对于采用倒装结构制备的柔性薄膜电池，外延生长设备待机验证时间需要5天左右，造成正常生产时间的极大浪费。
为了解决上述问题，本发明提出一种在设备维护期间快速测试太阳能电池电学性能的方法，根据所述方法，在临时衬底上形成太阳能电池外延片后，在不进行衬底剥离的情况下，可采用光刻和腐蚀工艺直接在衬底上的太阳能电池外延片上形成台阶结构,以分别暴露太阳能电池外延片的各个子电池的电接触层，而后分别在暴露的各个子电池的电接触层上制备电极并利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。从而，本发明提出的太阳能电池测试方法能够在不进行衬底剥离的情况下，以简化的工艺进行太阳能电池性能测试，节省了太阳能电池测试验证的时间，从而缩短了外延生长设备待机验证时间，有效地提高了外延生长设备的利用率。
以下以InGaA/GaAs/GaInP三结柔性太阳能电池为例，对本发明的太阳能电池性能测试方法进行详细说明。
图2为根据本发明的一个实施例的倒装InGaAs/GaAs/GaInP三结太阳能电池外延结构200的示意图。如图2所示，该太阳能电池外延结构200包括：衬底101，在衬底101上外延生长的牺牲层102，以及在牺牲层102上外延生长的太阳能电池外延片100。在本实施例中，衬底101为N型衬底。太阳能电池外延片100按照图中自下而上的方向依次包括GaInP子电池130、GaAs子电池120和InGaAs子电池110。衬底101和GaInP子电池130之间具有电接触层131，GaInP子电池130和GaAs子电池120之间具有电接触层133，GaAs子电池120和InGaAs子电池110之间具有电接触层123，并且InGaAs子电池110顶部具有电接触层114。具体地，GaInP子电池130具有GaInP结132，GaInP结132和牺牲层102之间具有电接触层131。GaAs子电池120具有GaInP帽层121、GaAs结122。GaInP帽层121和GaInP结132之间具有电接触层133；InGaAs子电池110具有失配缓冲层111、InGaAs结112、GaInP腐蚀阻挡层113和P型电接触层114。失配缓冲层111和GaAs结122之间具有电接触层123。
注意，图2只是示意结构，为了清楚描述本发明的构思，省略了某些与本发明的构思无直接关系的常规结构的图示。本领域技术人员应当理解，虽然图中未示出，InGaAs/GaAs/GaInP三结电池还应包括隧穿结等必要结构。另外，上述结构中的N型结构可替换为P型结构，同时P型结构可替换为N型结构。
本实施例的InGaAs/GaAs/GaInP三结太阳能电池外延结构200为电池制备过程中形成的中间结构。在后续常规生产过程中，牺牲层102将会被腐蚀掉，从而将衬底101与太阳能电池外延片100剥离；然后将太阳能电池外延片100翻转，将InGaAs子电池110子电池作为底电池，GaInP子电池130作为顶电池和入光侧；之后再在GaInP子电池130的接触层131上进行后续的电极加工等后续电池制备工序。
但是，根据本发明的实施例，为了简化工序，减少外延生长设备待机验证的时间，暂不进行衬底剥离和后续制造工序，而是直接在InGaAs/GaAs/GaInP三结太阳能电池外延结构200上光刻和腐蚀出台阶结构并制备出电极以进行电池性能测试。具体过程如图3.1至图3.5所示，以下具体说明。
图3.1至图3.3为在图2的InGaAs/GaAs/GaInP三结太阳能电池外延结构200上制备台阶结构的过程的图示；图3.4和图3.5为在各台阶面上制备电极的图示。图4为经过图3.1至图3.5的步骤制备形成的太阳能电池测试中间结构300的俯视图，并显示出隔离槽301。图5为形成隔离槽301、台阶结构和电极所用到的掩模板的示意图。图6为整个过程的工艺流程图。
根据本发明的实施例，为了将测试区和非测试区隔离，在形成台阶结构之前，首先在太阳能电池外延片100上形成隔离槽301(图4)。隔离槽301的深度到达衬底101，用于将测试区和非测试区隔离，以免电池性能测试过程中影响其它结构。可利用如图5中的掩模板501通过光刻和腐蚀工艺来形成隔离槽301。图5中的掩模板501中的透光区域501a对应隔离槽301的位置。具体地，首先在晶圆片上选出的合适的测试区域中，在太阳能电池外延结构200的顶表面上即P型接触层114上涂敷光刻胶，可采用正性光刻胶；然后在光刻胶上覆盖掩模板501并曝光、显影，去除透光区域501a对应的光刻胶；之后采用腐蚀液腐蚀没有覆盖光刻胶的部分的外延片100，腐蚀深度直达衬底101的表面，从而形成隔离槽301。
如图4所示，隔离槽301为大致矩形封闭结构，其内部为测试区，外部为非测试区。后续在隔离槽301包围的测试区中形成台阶结构。优选隔离槽301和其包围的测试区形成于太阳能电池外延片100的预计非使用区域。该预计非使用区域例如为太阳能电池外延片或晶圆片的边角等在正常生产中无法有效利用的区域，面积不宜太大，以避免减少正常使用的电池面积。建议测试区的面积可小于1cm2，在同一晶圆片中对称的位置可选择多个区域进行测试。
在形成隔离槽301后，接着，参见图3.1，在隔离槽301围成的测试区中，采用图5所示的第二掩模板502通过光刻和腐蚀工艺去除InGaAs子电池110(第一子电池)的一部分(右侧部分)，暴露出InGaAs子电池110下面的GaAs子电池120(第二子电池)及其上的电接触层123的一部分，在第一子电池110和第二子电池120间形成第一台阶结构401。具体地，在太阳能电池外延结构200的顶表面上即P型接触层114上涂敷光刻胶，然后覆盖掩模板502并曝光、显影，去除透光区域502a对应的光刻胶；之后采用腐蚀液腐蚀没有覆盖光刻胶的部分的外延片100，腐蚀深度到达GaAs子电池120(第二子电池)上侧的电接触层123的表面，从而在InGaAs子电池110和GaAs子电池120间形成第一台阶结构401。暴露的电接触层123作为第一台阶结构401的台阶面。
接着，如图3.2所示，采用图5所示的第三掩模板503通过光刻和腐蚀工艺去除已经被显露的GaAs子电池120(第二子电池)的一部分，进一步暴露出GaAs子电池120(第二子电池)下面的GaInP子电池130(第三子电池)及其上侧的电接触层133的一部分，在第二子电池120和第三子电池130间形成第二台阶结构402。具体地，在形成第一台阶结构401的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，然后覆盖掩模板503并曝光、显影，去除透光区域503a对应的光刻胶；之后采用腐蚀液腐蚀没有覆盖光刻胶的部分的外延片100，腐蚀深度到达GaInP子电池130(第三子电池)上侧的电接触层133的表面，从而在GaAs子电池120和GaInP子电池130之间形成第二台阶结构402。暴露的电接触层133作为第二台阶结构402的台阶面。
接着，如图3.3所示，采用图5所示的第四掩模板504通过光刻和腐蚀工艺去除已被暴露的GaInP子电池130(第三子电池)的一部分，进一步暴露出GaInP子电池130与衬底101之间的电接触层131的一部分，在GaInP子电池130和衬底101间形成第三台阶结构403。具体地，在形成第一台阶结构401和第二台阶结构的太阳能电池外延片100上涂敷光刻胶，然后覆盖掩模板504并曝光、显影，去除透光区域504a对应的光刻胶；之后采用腐蚀液腐蚀没有覆盖光刻胶的部分的外延片100，腐蚀深度到达GaInP子电池130的衬底侧的电接触层131的表面，从而在GaInP子电池130和衬底间形成第三台阶结构403。暴露的电接触层131作为第三台阶结构403的台阶面。
在制备出上述台阶结构之后，在各个子电池的暴露的电接触层(包括顶部电接触层)或台阶面上分别制备电极，以用于电池性能测试。具体地，参见图3.4和图3.5，分别在暴露的在InGaAs子电池上侧的电接触层114、GaAs子电池120上侧的电接触层123和GaInP子电池130上侧的电接触层133上制备P型电极115、125和135，并在GaInP子电池130下侧的电接触层131上制备N型电极136。这里，上侧和下侧按照图中所示方向，即上侧为远离衬底的一侧，下侧为靠近衬底的一侧。
具体地，在InGaAs子电池上侧的电接触层114、GaAs子电池120上侧的电接触层123和GaInP子电池130上侧的电接触层133上制备P型电极115、125和135包括：在形成台阶结构的太阳能电池外延片100上涂敷光刻胶，采用图5所示的掩模板505(第一电极掩模板)通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除各个子电池上侧的电接触层114、123和133上的待形成电极的区域的光刻胶；然后，在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片100上例如通过蒸镀沉积第一电极材料层；第一电极材料层例如为金属或合金等导电材料。接着，腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形成P型电极115、125和135的图案，如图3.4所示。
然后，在形成台阶结构和P型电极115、125和135的太阳能电池外延片100的表面上涂敷光刻胶，采用图5所示的掩模板6(第二电极掩模板)通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除GaInP子电池130下侧的电接触层131上的待形成电极136的区域的光刻胶；接着，在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片100上例如通过蒸镀沉积第二电极材料层，第二电极材料层例如为金属或合金等导电材料；然后，腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形成N型电极136的图案，如图3.5所示。上述形成P型电极115、125以及135和N型电极136的顺序可以互换。
图3.5示出了制备完成的可用于进行电池性能测试的太阳能电池测试中间结构300的图示。如图3.5所示，太阳能电池测试中间结构300包括衬底101；在衬底101上的包括3个堆叠的子电池的太阳能电池外延片100；所述太阳能电池外延片100和衬底101之间具有牺牲层102。在太阳能电池外延片100上形成有3个台阶结构401、402和403,所述台阶结构分别在台阶面上暴露InGaAs子电池110上侧的电接触层114，InGaAs子电池110和GaAs子电池120之间的电接触层123，GaAs子电池120和GaInP子电池130之间的电接触层133以及GaInP子电池130和衬底101之间的电接触层131。所暴露的各个子电池的电接触层131、133、123和114分别形成各个台阶结构的台阶面，并且在各个子电池上侧的电接触层133、123和114上分别形成有P型电极135、125、115，在电接触层131上形成有N型电极136。在形成上述中间结构后，即可利用P型电极115、125、135和N型电极136分别电连接测试探针进行电池性能测试。
如图3.5和图4所示，在各个台阶面上的各个电极115、125、135和136在衬底101上的投影相互分开。这样，可避免各个电极之间导电而发生短路，影响电池性能测试。图3.5中示出了电极115位于台阶面的最左侧，电极125、135和136分别位于台阶面的最右侧。但是，本发明对此不做限制。各个电极115、125、135和136可分别形成于对应的台阶面的同一侧，优选与垂直台阶面分开。并且，如图3.5所示，在各个台阶面上的电极115、125、135和136的面积分别小于对应台阶面的面积，优选只占台阶面积的很小一部分，这样，有利于增加太阳能电池接受光照的面积。
总的来说，如图6所示，整个制备上述太阳能电池测试中间结构300的过程包括四次光刻和腐蚀步骤以及两次光刻和蒸镀步骤，一共需要6块掩模板。掩模板501用于刻蚀出隔离槽，掩模板502、503和504用于刻蚀出三个子电池的暴露台阶，以接受光照并在其上制备电极。掩模板505和506主要是用于蒸镀P金属和N金属，形成电极，用于测试时与探针接触。上述光刻、腐蚀和蒸镀工序做完后，将晶圆片放入退火炉中进行合金化。上述各工艺步骤的实际操作时间很快，每步光刻和腐蚀均在1小时内即可完成，蒸镀和退火均在3小时内可以完成，因此总共的器件制备工艺时间可以控制在24小时之内。器件制备工艺完成后，即可进行光电性能测试。在太阳光模拟器的照射下，用探针接触电极115和125，可以测试InGaAs结的IV特性；探针接触电极125和135，可以测试GaAs结的IV特性；探针接触电极153和136，可以测试GaInP结的IV特性。
虽然上述实施例以InGaA/GaAs/GaInP三结柔性太阳能电池为例，对本发明的太阳能电池性能测试方法和测试结构进行了详细说明。但是，本领域技术人员应当理解，本发明的构思同样可用于其它组分或其它结构的太阳能电池的性能测试，例如可用于单结倒装太阳能电池、两结或四结以上倒装太阳能电池，本发明对此不做限定。另外，本发明的构思也不必然用于柔性太阳能电池和倒装结构太阳能电池，凡是制备过程中需要提供临时衬底并且后续需要剥离临时衬底的太阳能电池制备工艺，均可以在设备维护期间采用本发明构思的方法进行电池性能的快速测试和验证，以用于节省设备待机验证时间。此外，形成台阶结构的工艺可不限于实施例所述的光刻和腐蚀工艺，能够制备出台阶结构的其它工艺也是可行的。并且，可行的情况下，本发明实施例的工艺步骤的顺序可以调整。
对于有n个子电池的太阳能电池的测试，根据本发明构思的太阳能电池测试方法总结如下：
一种太阳能电池测试方法，包括：
在衬底上制备包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片,其中，第一至第n个子电池按朝向衬底的方向顺序排列，各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间具有电接触层，第一子电池的远离衬底的一侧具有暴露的电接触层，n≥1；
在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构,以分别暴露第一至第n个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层，使得各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；
分别在各个子电池的暴露的电接触层上制备电极；以及
利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。
具体地，在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构具体包括：
采用第一掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除第一子电池的一部分，暴露出第一子电池和第二子电池之间的电接触层的一部分，在第一子电池和第二子电池间形成第一台阶结构；
采用第二掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除被暴露的第二子电池的一部分，暴露出第二子电池和第三子电池之间的电接触层的一部分，在第二子电池和第三子电池间形成第二台阶结构；
重复前述过程，在相邻的子电池间形成连续的台阶结构；
采用第n个掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除通过前述步骤被暴露的第n个子电池的一部分，暴露出第n个子电池和衬底之间的电接触层的一部分，在第n个子电池和衬底间形成第n个台阶结构。
具体地，分别在各个子电池的电接触层上制备电极包括：
在各个子电池的远离衬底侧的电接触层上分别制备第一类型电极；以及
在第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上制备第二类型电极。
具体地，在各个子电池的远离衬底侧的电接触层上分别制备第一类型电极包括：
在形成台阶结构的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，采用第一电极掩模板通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除各个子电池的远离衬底侧的电接触层上的待形成电极的区域的光刻胶；
在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片上沉积第一电极材料层；以及
腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形成第一类型电极的图案；并且
在第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上制备第二类型电极包括：
在形成台阶结构的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，采用第二电极掩模板通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上的待形成电极的区域的光刻胶；
在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片上沉积第二电极材料层；以及
腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形第二类型电极的图案。
对应制备的包括n个堆叠的子电池的太阳能电池测试中间结构，包括：
衬底；
在衬底上的包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片，其中，第一至第n个子电池按朝向衬底的方向顺序排列，各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间具有电接触层，第一子电池的远离衬底的一侧具有暴露的电接触层，n≥1；
所述太阳能电池外延片和衬底之间具有牺牲层；
在太阳能电池外延片上形成有n个台阶结构,所述台阶结构分别暴露各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层；
各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；并且
在各个子电池的电接触层上形成有电极。
根据本发明构思的太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构，在临时衬底上形成太阳能电池外延片后，在不进行衬底剥离的情况下，可采用光刻和腐蚀工艺直接在衬底上的太阳能电池外延片上形成台阶结构,以分别暴露太阳能电池外延片的各个子电池的电接触层，而后分别在暴露的各个子电池的电接触层上制备电极并利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。因此，本发明各实施例的太阳能电池测试方法和太阳能电池测试中间结构，能够在不需要进行衬底剥离的情况下，以简化的工艺步骤在先行批试验片上测试出太阳能电池外延片的基本电学性能，节省整个先行验证批次从外延生长到电学测试的时间，可将外延生长设备的待机验证时间缩短到24小时以内，有效地提高了外延生长设备的利用率，节省了人力和物力，从而极大地提高了生产效率。
上述实施例仅示例性的说明了本发明的原理及构造，而非用于限制本发明，本领域的技术人员应明白，在不偏离本发明的总体构思的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。本发明的保护范围，应如本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池测试方法，包括：
在衬底上制备包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片,其中，第一至第n个子电池按朝向衬底的方向顺序排列，各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间具有电接触层，第一子电池的远离衬底的一侧具有暴露的电接触层，n≥1；
在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构,以分别暴露第一至第n个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层，使得各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；
分别在各个子电池的暴露的电接触层上制备电极；以及
利用所制备的电极进行太阳能电池性能测试。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池测试方法，还包括：
在形成台阶结构之前，在太阳能电池外延片上形成隔离槽，所述隔离槽的深度到达衬底，以将测试区和非测试区隔离；并且
所述台阶结构位于所述隔离槽包围的所述测试区中。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池测试方法，其中，所述隔离槽和测试区形成于所述太阳能电池外延片的预计非使用区域。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池测试方法，其中，在各个台阶面上的各个电极在衬底上的投影相互分开。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池测试方法，其中，在各个台阶面上的电极的面积小于对应台阶面的面积。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池测试方法，其中，所述衬底为临时衬底,在所述临时衬底和所述太阳能电池外延片之间形成有牺牲层。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池测试方法，其中，在太阳能电池外延片上形成n个台阶结构具体包括：
采用第一掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除第一子电池的一部分，暴露出第一子电池和第二子电池之间的电接触层的一部分，在第一子电池和第二子电池间形成第一台阶结构；
采用第二掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除被暴露的第二子电池的一部分，暴露出第二子电池和第三子电池之间的电接触层的一部分，在第二子电池和第三子电池间形成第二台阶结构；
重复前述过程，在相邻的子电池间形成连续的台阶结构；
采用第n个掩模板通过光刻和腐蚀工艺去除通过前述步骤被暴露的第n个子电池的一部分，暴露出第n个子电池和衬底之间的电接触层的一部分，在第n个子电池和衬底间形成第n个台阶结构。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池测试方法，其中，分别在各个子电池的电接触层上制备电极包括：
在各个子电池的远离衬底侧的电接触层上分别制备第一类型电极；以及
在第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上制备第二类型电极。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池测试方法，其中，
在各个子电池的远离衬底侧的电接触层上分别制备第一类型电极包括：
在形成台阶结构的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，采用第一电极掩模板通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除各个子电池的远离衬底侧的电接触层上的待形成电极的区域的光刻胶；
在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片上沉积第一电极材料层；以及
腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形成第一类型电极的图案；并且
在第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上制备第二类型电极包括：
在形成台阶结构的太阳能电池外延片上涂敷光刻胶，采用第二电极掩模板通过光刻和腐蚀工艺形成光刻胶图案，以去除第n个子电池的靠近衬底侧的电接触层上的待形成电极的区域的光刻胶；
在形成光刻胶图案的太阳能电池外延片上沉积第二电极材料层；以及
腐蚀掉剩余的光刻胶及其上的电极材料，形第二类型电极的图案。
10.一种太阳能电池测试中间结构，包括：
衬底；
在衬底上的包括n个堆叠的子电池的太阳能电池外延片，其中，第一至第n个子电池按朝向衬底的方向顺序排列，各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间具有电接触层，第一子电池的远离衬底的一侧具有暴露的电接触层，n≥1；
所述太阳能电池外延片和衬底之间具有牺牲层；
在太阳能电池外延片上形成有n个台阶结构,所述台阶结构分别暴露各个子电池之间以及第n个子电池与衬底之间的电接触层；
各个子电池的电接触层分别形成各个台阶结构的台阶面；并且
在各个子电池的电接触层上形成有电极。
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