[发明专利]一种柔性空间用三结太阳电池减反射膜制备方法

说明书

一种柔性空间用三结太阳电池减反射膜制备方法，在常温下，采用电子束热蒸发和离子源辅助沉积相结合的方法在所述太阳电池表面沉积所述减反射膜；所述离子源为MarkⅡ型霍尔离子源；所述霍尔离子源的阳极加速电压为150V～180V，辅助粒子束流为5A～6A。本申请的有益效果是：能够在常温下进行柔性太阳电池的减反射膜的沉积，既保证减反射膜具有满足要求的折射率又保证减反射膜具有足够的附着度；无需烘烤加热，省去了升温和降温的操作步骤，提升了太阳电池的生产效率。

技术领域

本申请属于光学薄膜制备技术领域，具体地说，涉及一种柔性空间用三结太阳电池减反射膜制备方法。

背景技术

柔性空间用反向生长晶格失配三结(IMM-3J)太阳电池是一种新型太阳电池，其外延结构为InGaP/GaAs/InGaAs，最高光电转换效率可达33％。此种太阳电池需要先在GaAs衬底上利用MOCVD技术按照InGaP、GaAs、InGaAs的顺序依次完成各外延层的生长，再利用半导体键合技术将最外层的InGaAs外延层与柔性金属层结合起来，最后利用湿法腐蚀技术将初始的GaAs衬底完全腐蚀，得到附着在金属层上的柔性外延层。经过光刻、电极蒸镀、划片、沉积减反射膜等工序后可将柔性外延层加工为柔性太阳电池。此种柔性太阳电池具有质量轻、效率高的优点，在太阳能无人机、太阳能飞艇以及便携式太阳能充电包等方面具有广泛的应用前景。

通常情况下，太阳光照射在电池表面会有30％左右的能量被反射掉，可以采取在电池表面制备减反射膜的手段来降低电池表面反射率，减少能量损耗，提高电池转换效率。目前空间用太阳电池采用的减反射膜沉积方式是在高真空环境下利用电子束热蒸发实现膜料的沉积，为了保证减反射膜的折射率和牢固度满足要求，需要对真空室进行预烘烤，烘烤温度均大于200℃。

对于柔性IMM-3J太阳电池，电池外延层及其所附着的金属衬底层具有不同的热膨胀系数。若在高温烘烤条件下沉积减反射膜，会导致电池外延层破裂并从金属衬底层剥离，电池转换效率完全丧失。若在不烘烤的条件下沉积减反射膜，薄膜的折射率无法满足要求，减反射效果大大下降。而且薄膜牢固度不足，无法通过胶带剥离试验。因此需要找到一种适用于柔性太阳电池的、常温下沉积减反射膜的方法。

中国专利(公布号：CN 102517554 A)一种AZO膜层室温沉积方法，利用中频磁控溅射结合离子源辅助技术，在室温条件下、在柔性有机衬底上实现AZO透明导电膜层的沉积。该专利所涉及的技术内容无法解决前文中所提出的技术问题，主要有以下几点原因：1、空间太阳电池减反射膜沉积的主要方式是电子束热蒸发方式，从原理和操作上与中频磁控溅射有很大的差异。2、由于离子源分为霍尔离子源和考夫曼离子源，该专利未对所使用的离子源种类和参数作详细说明，因此其所提供的离子源参数并无明确指导意义。3、空间太阳电池所使用的减反射膜体系是TiO_x-SiO₂，其薄膜特性与AZO膜不同，对应的蒸镀工艺也不相同。4、空间太阳电池的主要材质是Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，其材料特性与有机聚合物材料不同，在进行离子源辅助沉积时需要调整合适的工艺参数以避免粒子轰击所带来的半导体结构损伤。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供一种柔性空间用三结太阳电池减反射膜制备方法，能够在常温下制备柔性空间用三结太阳电池减反射膜，保证减反射膜足够的折射率和附着度。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种柔性空间用三结太阳电池减反射膜制备方法，并采用以下技术方案来实现。

一种柔性空间用三结太阳电池减反射膜制备方法，在常温下，采用电子束热蒸发和离子源辅助沉积相结合的方法在所述太阳电池表面沉积所述减反射膜。

进一步的，所述离子源辅助沉积的离子源为MarkⅡ型霍尔离子源。

更进一步的，所述霍尔离子源的阳极加速电压为150V～180V，辅助粒子束流为5A～6A。