[实用新型]一种太阳能电池外延片

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域。具体地说，涉及一种太阳能电池外延片。

背景技术

GaAs太阳能电池技术发展迅速，应用领域从太空应用逐步扩展到地面应用，在便携式能源和消费电子领域市场前景广阔。利用外延剥离技术(ELO技术)制作GaAs太阳能电池，一方面可以将GaAs衬底剥离后重复利用，显著降低产品成本；另一方面，可制作柔性的GaAs太阳能电池，不仅效率比剥离前有所提高，且产品质量更轻并具有柔性，更有利于航空航天和便携式应用等，用途广泛。

现有技术中利用外延剥离技术制作GaAs太阳能电池的过程一般为：首先，利用外延生长技术制作出具有GaAs衬底、AlGaAs牺牲层和GaAs电池层的太阳能电池外延片；然后，在GaAs电池层上表面设置金属电极，并将设置了金属电极的一侧粘贴(例如用双面胶、光刻胶、腊等)到转移衬底(如很薄的铜片、塑料薄膜等)上；最后，将其整个浸入选择性腐蚀的酸性溶液中，由于酸性溶液对AlGaAs牺牲层的选择性腐蚀(如氢氟酸对AlGaAs和GaAs的腐蚀选择比很大)，最终使得GaAs衬底与GaAs电池层被分开。衬底被剥离后经过处理可以重复利用，而在剥离下来的GaAs电池结构上进一步制作金属栅极和减反膜等，即可形成GaAs太阳能电池。

GaAs电池层与衬底分离所需的时间取决于选择性腐蚀的酸性溶液对牺牲层的腐蚀快慢。上述利用外延剥离技术制作太阳能电池时，牺牲层是在衬底上制作的一层结构连续的、厚度均匀的、且x为确定值的Al_xGa_1-xAs层。理想状况下，通过常规的方法剥离一片4英寸的GaAs薄膜电池需要3～6个小时甚至更长时间。且通常情况下，部分牺牲层被腐蚀后，其对应区域的GaAs电池层就与衬底分开，而后选择性腐蚀的酸性溶液就会通过GaAs电池层与衬底分开后形成的通道去腐蚀其他部分牺牲层。因此，较早被腐蚀的牺牲层部分对应的GaAs电池层和衬底(一般是太阳能电池外延片外围边沿处)就会与选择性腐蚀的酸性溶液直接接触直到所有的牺牲层被腐蚀掉，即外延剥离工艺完成。虽然说，一般选用的HF溶液对AlGaAs(牺牲层)和GaAs(GaAs电池层和衬底)的腐蚀选择比很大，但是在生产环境中，HF溶液中难免会引入其他酸类(盐酸、硫酸、磷酸等)物质或者杂质，加上溶液中溶解的氧分子，很容易导致较早被腐蚀的牺牲层部分对应的GaAs电池层和衬底被缓慢地腐蚀。由于其被腐蚀的速度较慢，因此该过程不易被实时监控，但在整个剥离过程所需的几个小时后，衬底的表面和GaAs电池层的剥离面将会形成若干针孔或类似缺陷。这对于衬底的反复利用以及太阳能电池产品的性能都会造成一定程度的负面影响，甚至造成产线的整体良品率下降。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中利用外延剥离技术制作太阳能电池时，较早被腐蚀的牺牲层部分对应的衬底和太阳能电池层因长时间与腐蚀液直接接触导致被缓慢腐蚀，提出一种可以使得远离衬底和太阳能电池层的牺牲层部分被快速腐蚀掉而接近衬底和太阳能电池层的牺牲层部分较慢被腐蚀掉的太阳能电池外延片，从而保护衬底和太阳能电池层。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种太阳能电池外延片，包括依次设置的衬底、缓冲层、组合牺牲层和太阳能电池层，组合牺牲层至少包括第一牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层，第一牺牲层紧贴缓冲层设置，第三牺牲层紧贴太阳能电池层设置，第二牺牲层设置于第一牺牲层与第三牺牲层之间。

优选地，第二牺牲层为中间层，第一牺牲层和第二牺牲层之间至少还包括一层牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层之间至少还包括一层牺牲层。

优选地，第一牺牲层和第二牺牲层之间设有第四牺牲层，第二牺牲层和第三牺牲层之间设有第五牺牲层。

优选地，从第一牺牲层至第二牺牲层的各层的厚度依次递减，从第二牺牲层至第三牺牲层的各层的厚度依次递增。

优选地，第一牺牲层的厚度为0.2～3微米，第二牺牲层的厚度为0.1～2微米，第三牺牲层的厚度为0.2～3微米。

优选地，太阳能电池层依次包括第一欧姆接触层、第一窗口层、发射区、基区、背场、第二窗口层和第二欧姆接触层。

优选地，第一欧姆接触层的厚度为50-300纳米，第一窗口层的厚度为10-100纳米，发射区、基区和背场的总厚度为2-5微米，第二窗口层的厚度为10-100纳米，第二欧姆接触层的厚度为50-300纳米。