【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能電池，特別涉及一種柔性太陽能電池及其制備方法。
技術介紹
1、隨著我國航天事業的迅猛發展，砷化鎵太陽能電池因其光電轉換效率高、可靠性好，廣泛應用于航天航空領域。倒置結構的砷化鎵太陽能電池，由于良好的帶隙匹配結構，大幅提升了砷化鎵空間太陽能電池的光電性能。
2、基于剛性永久襯底的雙面受光倒置結構太陽電池，打破了傳統砷化鎵太陽能電池只通過提高光電轉化效率的方法來改善重量比功率的常規做法，讓太陽電池雙面受光，充分利用到電池各個角度接收到的太陽光，不僅大幅提高太陽電池的電輸出功率，而且可以避免傳統太陽電池組件的背面發熱，以及引起產品使用壽命的下降。
3、中國專利cn201520745057.4公開了在同一個剛性永久襯底的正反面同時制作互為獨立的正面電池和反面電池，以吸收太陽光，增加電池的電輸出功率，其詳細步驟如下所示：
4、（1）外延生長：
5、采用mocvd設備在gaas襯底上逐次生長n型gaas緩沖層、gainp腐蝕截止層、n型gaas帽層，頂電池gainp、中電池gaas、底電池ingaas和p型ingaas，制作含gaas臨時襯底的外延層。如圖所示。
6、（2）鍵合層制作：
7、取2片第（1）步驟制作出來的外延層，進行清洗、干燥，在p型ingaas上蒸鍍ti、pt、au金屬鍵合層，總厚度不低于1um；
8、取1片做過雙面拋光且厚度為200um的si襯底，清洗、干燥，在其正反面蒸鍍ti、pt、au金屬鍵合層，總厚度不低于1um。
9、（3）襯底的轉移和剝離：
10、將si襯底的兩面分別與2片外延層的金屬鍵合層鍵合，形成三明治式半制品，并用氨水和雙氧水的混合液腐蝕去掉三明治結構的鍵合片的上下兩個gaas臨時襯底，n型gaas緩沖層，露出gainp截止層。
11、（4）制作上電極：
12、用鹽酸和磷酸的混合溶液腐蝕去除gainp截止層，經清洗、干燥，采用光刻工藝制作正反兩個電池的上電極。
13、（5）選擇性腐蝕，制作減反射膜：
14、用檸檬酸、雙氧水、水的混合溶液，對第（4）步制成的半制品進行選擇性腐蝕，清洗、干燥后，在半制品的正反面蒸鍍tio2/si3n4/sio2多層減反膜，厚度分別為50nm，25nm，95nm。
15、（6）退火、制作下電極：
16、400℃高溫退火20min，制作歐姆接觸，過后進行套刻，刻穿到金屬鍵合層，完成下電極的制作。
17、（7）劃片、端面處理完成倒裝太陽電池芯片制作：
18、在正反面上膠保護，用金剛石刀片或激光切割方式分割電池芯片，去除邊緣，保留完整電池芯片，通過檸檬酸、雙氧水、水的混合溶液，進行端面腐蝕，去膠清洗制作完成雙面電池。
19、上述現有技術具有以下缺點：
20、（1）質量重、體積大
21、現有專利使用200um厚的si永久襯底為剛性襯底，而外延層的厚度僅有幾個到十幾個um，即使采用雙面生長的方式生長多結太陽電池，其剛性襯底的重量和體積依然占據太陽電池整體的絕大部分，同時也占據了電池的很大一部分成本，造成材料的浪費和成本的增加，嚴重限制了太陽能電池在空間站、衛星、長留空無人機等航天領域的使用價值。
22、（2）剛性襯底，無法滿足柔性材質應用領域的需求
23、在某些應用領域，例如智能穿戴設備、可折疊行軍帳篷、建筑物、飛行器的表面上，配備太陽能電池時，剛性襯底難以滿足這些場景下的應用要求。
24、（3）濕法腐蝕去襯底，成本高
25、通過濕法腐蝕去gaas襯底的方式，造成了原有gaas襯底的浪費，特別是倒置雙面生長太陽能多結電池時，會用到兩片gaas襯底，浪費的襯底材料翻倍，大大增加了太陽能電池的成本。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種柔性太陽能電池及其制備方法，采用永久柔性襯底代替剛性襯底，體積小、質量輕、應用范圍廣。
2、為達成上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：
3、一種柔性太陽能電池的制備方法，包括：
4、提供兩片半導體襯底，所述半導體襯底的一側表面生長反向層疊的外延層；
5、提供柔性襯底，在柔性襯底的兩側表面分別生長第一鍵合層和第二鍵合層，分別在兩個外延層的一側表面生長第一鍵合層和第二鍵合層；
6、將兩片半導體襯底和柔性襯底通過第一鍵合層和第二鍵合層鍵合在一起，形成柔性襯底居中，上下兩側面均為外延層的三明治式半制品；
7、去除半導體襯底，所述外延層的最外層為n型接觸層；
8、將去除半導體襯底的半制品的一外延層表面貼在有固定支架的熱剝離膜上，在半制品的另一外延層表面上制作柵線圖形，然后生長正面電極；
9、將一面制備好正面電極的半制品進行選擇性腐蝕，去除正面電極對應部位以外的n型接觸層；
10、在選擇性腐蝕過的外延層表面形成減反膜；
11、使用第一腐蝕溶液對半制品進行蝕刻，露出第一鍵合層，露出的第一鍵合層部分作為背面電極，完成電池一外延層表面的正面電極和背面電極制作；
12、在制作好電極的一面旋涂光刻膠進行保護，去除熱剝離膜；
13、把光刻膠保護的一面貼在有固定支架的熱剝離膜上，重復上述步驟制備電池另一外延層表面的正面電極，以及蝕刻露出第二鍵合層為另一外延層表面的背面電極；
14、將制備好雙面電極的電池進行退火、涂膠、劃片、端面腐蝕、除膠，完成雙面電池的制備。
15、可選的，所述外延層結構的形成過程包括：
16、在半導體襯底上依次生長第一截止層、犧牲層、第二截止層、n型接觸層、第一窗口層、第一發射區、第一基區、第一隧穿結、第二窗口層、第二發射區、第二基區、第二隧穿結、p型緩沖層、第三窗口層、第三發射區、第三基區和p型接觸層。
17、可選的，去除半導體襯底包括：
18、將半制品浸入hf溶液48小時，腐蝕去除兩片外延層上的犧牲層，把兩片半導體襯底剝離，用鹽酸溶液腐蝕去除半導體襯底上的第一截止層和外延層上的第二截止層。
19、可選的，在柔性襯底的兩側表面分別生長第一鍵合層和第二鍵合層，分別在兩個外延層的一側表面生長第一鍵合層和第二鍵合層包括：
20、在柔性襯底的兩側表面通過電子束蒸發的方式蒸鍍厚度分別為70nm、70nm、800nm的ti、pt、au，形成第一鍵合層和第二鍵合層；
21、在兩個外延層的一側表面分別通過電子束蒸發的方式蒸鍍厚度分別為70nm、70nm、800nm的ti、pt、au，形成第一鍵合層和第二鍵合層。
22、可選的，生長正面電極包括：
23、以電子束蒸發的方式在外延層表面蒸鍍au、ge、ni、au，厚度分別為100nm、80nm、100nm、500nm。
24、可選的，在選擇性本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述外延層結構的形成過程包括：
3.如權利要求2所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，去除半導體襯底包括：
4.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，在柔性襯底的兩側表面分別生長第一鍵合層和第二鍵合層，分別在兩個外延層的一側表面生長第一鍵合層和第二鍵合層包括：
5.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，生長正面電極包括：
6.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，在選擇性腐蝕過的半制品的上下兩側表面形成減反膜包括：
7.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，制作好一面電極或兩面電極后，都要去除熱剝離膜，并將半制品浸入丙酮、異丙酮各5min，后經快排噴淋沖洗槽沖洗并烘干。
8.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述柔性襯底為PET膜或PI膜。
9.如
10.一種柔性太陽能電池，其特征在于，由權利要求1-9任意一項所述的柔性太陽能電池的制備方法制備獲得。
...【技術特征摘要】
1.一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述外延層結構的形成過程包括：
3.如權利要求2所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，去除半導體襯底包括：
4.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，在柔性襯底的兩側表面分別生長第一鍵合層和第二鍵合層，分別在兩個外延層的一側表面生長第一鍵合層和第二鍵合層包括：
5.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制備方法，其特征在于，生長正面電極包括：
6.如權利要求1所述的一種柔性太陽能電池的制...
【專利技術屬性】
技術研發人員：褚克成，張銀橋，王玉，葉偉民，盧偉，
申請(專利權)人：廈門銀科啟瑞半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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