太陽(yáng)能電池外延片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，涉及一種太陽(yáng)能電池外延片。
【背景技術(shù)】
[0002]GaAs太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域從太空應(yīng)用逐步擴(kuò)展到地面應(yīng)用，在便攜式能源和消費(fèi)電子領(lǐng)域市場(chǎng)前景廣闊。利用外延剝離技術(shù)(EL0技術(shù))制作GaAs太陽(yáng)能電池，一方面可以將GaAs襯底剝離后重復(fù)利用，顯著降低產(chǎn)品成本；另一方面，可制作柔性的GaAs太陽(yáng)能電池，不僅效率比剝離前有所提高，且產(chǎn)品質(zhì)量更輕并具有柔性，更有利于航空航天和便攜式應(yīng)用等，用途廣泛。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中利用外延剝離技術(shù)制作GaAs太陽(yáng)能電池的過程一般為:首先，利用外延生長(zhǎng)技術(shù)制作出具有GaAs襯底、AlGaAs犧牲層和GaAs電池層的太陽(yáng)能電池外延片；然后，在GaAs電池層上表面設(shè)置金屬電極，并將設(shè)置了金屬電極的一側(cè)粘貼(例如用雙面膠、光刻膠、臘等)到轉(zhuǎn)移襯底(如很薄的銅片、塑料薄膜等)上；最后，將其整個(gè)浸入選擇性腐蝕的酸性溶液中，由于酸性溶液對(duì)AlGaAs犧牲層的選擇性腐蝕(酸性溶液，如氫氟酸對(duì)AlGaAs和GaAs的腐蝕選擇比很大)，最終使得GaAs襯底與GaAs電池層被分開。襯底被剝離后經(jīng)過處理可以重復(fù)利用，而在剝離下來的GaAs電池結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步制作金屬柵極和減反膜等，即可形成GaAs太陽(yáng)能電池。
[0004]上述利用外延剝離技術(shù)制作太陽(yáng)能電池時(shí)，犧牲層是在GaAs襯底上制作的一層連續(xù)的、厚度均勻的、且X為確定值的AlxGa1 xAs層。因此，在現(xiàn)有的外延剝離技術(shù)工藝中，理想情況下，酸性溶液對(duì)犧牲層的腐蝕是從外圍逐漸腐蝕到中心的。實(shí)際情況下，由于外延生長(zhǎng)(沉積)工藝，金屬電極制作工藝、粘貼轉(zhuǎn)移襯底時(shí)所用的膠體等各方面因素，會(huì)在太陽(yáng)能電池外延片的各處產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力。在剝離過程中，在應(yīng)力的影響下，酸性溶液對(duì)犧牲層的腐蝕呈現(xiàn)出腐蝕速率各處不同的情況。這種情況會(huì)導(dǎo)致:1、酸性溶液在部分區(qū)域向內(nèi)部腐蝕較快(酸性溶液沿著該不規(guī)則的通道深入內(nèi)部)，而局部地區(qū)腐蝕較慢。腐蝕較快的地區(qū)產(chǎn)生的氣體容易積累在襯底和GaAs電池層之間不易排出，阻礙了酸性溶液對(duì)犧牲層的進(jìn)一步腐蝕或者說阻礙了酸性溶液向腐蝕化學(xué)反應(yīng)前沿的補(bǔ)充；2、產(chǎn)生的氣體不能及時(shí)排出，還容易導(dǎo)致氣體中所含的氧與GaAs電池層或襯底發(fā)生反應(yīng)，造成電池層損壞(氧和GaAs反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致GaAs更容易被酸性溶液腐蝕)或者不易修復(fù)的襯底缺陷(對(duì)襯底二次利用有影響)；3、氣體積累，在內(nèi)部產(chǎn)生一定的壓力，嚴(yán)重的情況會(huì)損壞GaAs電池層或者襯底。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中利用外延剝離技術(shù)制作太陽(yáng)能電池時(shí)，其犧牲層各處的腐蝕速度不一致且不可控，容易導(dǎo)致電池層和襯底的損壞，從而提出一種犧牲層的腐蝕速度沿一個(gè)方向較快而其垂直方向較慢的太陽(yáng)能電池外延片。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種太陽(yáng)能電池外延片，包括依次設(shè)置的襯底、緩沖層、犧牲層和太陽(yáng)能電池層，犧牲層至少包括第一犧牲層和第二犧牲層，第一犧牲層緊貼緩沖層設(shè)置，第二犧牲層緊貼第一犧牲層設(shè)置，第一犧牲層的被腐蝕速度大于第二犧牲層的被腐蝕速度；
[0008]在第一犧牲層上分布有多個(gè)相互平行的條形凹槽，第二犧牲層上具有多個(gè)與條形凹槽緊密配合的條形凸起；和/或，
[0009]在第一犧牲層上分布有多個(gè)孔，孔位于相互平行的多條直線上，位于同一直線上的相鄰兩個(gè)孔之間的距離小于0.5毫米，第二犧牲層上具有多個(gè)與孔緊密配合的凸起。
[0010]優(yōu)選地:
[0011]襯底的對(duì)側(cè)具有兩個(gè)相互平行的切邊；
[0012]條形凹槽垂直于襯底的兩個(gè)切邊；
[0013]孔所在的直線垂直于襯底的兩個(gè)切邊。
[0014]優(yōu)選地，條形凹槽的寬度為0.5?2毫米，孔為圓孔，其內(nèi)徑為0.5?2毫米。
[0015]優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)條形凹槽之間距離為5?20毫米，孔所在的相鄰兩條平行直線之間的距離為5?20毫米。
[0016]優(yōu)選地，第一犧牲層和第二犧牲層的總厚度為0.5?8微米，且第一犧牲層和第二犧牲層的厚度比為3?5:1。
[0017]優(yōu)選地，條形凹槽縱截面為上方開口的方形或梯形或弧形或U形，孔為圓柱形、長(zhǎng)方體形、圓錐形、棱錐形、圓臺(tái)形或棱臺(tái)形。
[0018]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]本實(shí)用新型提供的太陽(yáng)能電池外延片，通過設(shè)置第一犧牲層和第二犧牲層，且第一犧牲層的被腐蝕速度大于第二犧牲層的被腐蝕速度，并在第一犧牲層上設(shè)置多個(gè)相互平行的條形凹槽、第二犧牲層上相應(yīng)設(shè)置多個(gè)條形凸起，或者在第一犧牲層上設(shè)置多個(gè)位于相互平行的多條直線上的孔，且位于同一條直線上的相鄰兩個(gè)孔之間的距離小于0.5毫米、在第二犧牲層上相應(yīng)設(shè)置多個(gè)凸起，也或同時(shí)在第一犧牲層上設(shè)置相互平行的多個(gè)條形凹槽和位于相互平行的多條直線上的多個(gè)孔，且條形凹槽與孔所在的直線平行，使得兩層犧牲層沿著條形凹槽方向的被腐蝕速度比較慢而其垂直方向上的被腐蝕速度較快?？梢杂行б种七x擇性腐蝕液以不可預(yù)測(cè)的方向和不同的速度腐蝕犧牲層的情況出現(xiàn)。方向可控、速度可調(diào)的剝離過程有助于腐蝕液向腐蝕反應(yīng)前沿的補(bǔ)充以減少剝離工藝的時(shí)間，還可以防止腐蝕反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體與襯底、太陽(yáng)能電池層反應(yīng)造成襯底和太陽(yáng)能電池層的損壞，以及可以防止因氣體在襯底和太陽(yáng)能電池層之間的累積而產(chǎn)生的壓力對(duì)太陽(yáng)能電池層和襯底的損壞，從而提尚太陽(yáng)能電池廣品的品質(zhì)和廣線的良品率。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種太陽(yáng)能電池外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的第一犧牲層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的部分犧牲層被腐蝕后太陽(yáng)能電池外延片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的第一犧牲層的一種變形實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的第一犧牲層的另一種變形實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中的一種太陽(yáng)能電池外延片的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中的一種太陽(yáng)能電池外延片的制作方法的流程圖。
[0027]圖中附圖標(biāo)記表示為:1_襯底、11-切邊、2-緩沖層、3-犧牲層、31-第一犧牲層、311-條形凹槽、312-孔、32-第二犧牲層、321-條形凸起、322-凸起、4-太陽(yáng)能電池層、41-第一歐姆接觸層、42-第一窗口層、43-發(fā)射區(qū)、44-基區(qū)、45-背場(chǎng)、46-第二窗口層、47-第二歐姆接觸層、5-第二緩沖層、6-電極。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0029]如圖1和2所示，本實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能電池外延片，包括依次設(shè)置的襯底1、緩沖層2、犧牲層3和太陽(yáng)能電池層4，其中，犧牲層3包括第一犧牲層31和第二犧牲層32，第一犧牲層31緊貼緩沖層2設(shè)置，第二犧牲層32緊貼第一犧牲層31設(shè)置，第一犧牲層31的被腐蝕速度大于第二犧牲層32的被腐蝕速度，在第一犧牲層31上分布有多個(gè)相互平行的條形凹槽311，第二犧牲層32上具有多個(gè)與條形凹槽311緊密配合的條形凸起321。圖2是圖1中所示太陽(yáng)能電池外延片的A-A向剖視圖的部分或全部，其中，條形凹槽311內(nèi)嵌插著第二犧牲層32的條形凸起321。
[0030]本實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池外延片通過設(shè)置兩層犧牲層，即第一犧牲層31和第二犧牲層32，且第一犧牲層31的被腐蝕速度大于第二犧牲層32的被腐蝕速度，并在第一犧牲層31上設(shè)置多個(gè)相互平行的條形凹槽311、第二犧牲層32上相應(yīng)設(shè)置多個(gè)條形凸起321，使得兩