[发明专利]一种空间用刚性太阳电池弯曲度调控方法

说明书

本发明的一种空间用刚性太阳电池弯曲度调控方法，其包括以下步骤一，制作空间用锗基太阳电池；步骤二，将完成背面电极蒸镀及合金后的太阳电池置于低温处理设备中进行低温处理工艺；步骤三，将完成低温处理后的太阳电池恢复至室温。本发明一种空间用刚性太阳电池弯曲度调控方法，可以有效降低太阳电池弯曲度，有利于电池玻璃盖片粘贴、焊接及贴片等后道工序，提高太阳电池生产合格率，减少制备过程和空间环境使用时太阳电池损伤或失效现象。

技术领域

本发明涉及新能源以及空间电源领域，具体涉及一种解决空间用太阳电池弯曲现象的工艺方法。

背景技术

太阳电池(即空间主电源)是航天飞行器的能量来源，主要产品类型为锗基砷化镓太阳电池，其主要结构包括外延材料层、单晶锗(Ge)衬底、正背金属电极。锗基砷化镓太阳电池制备过程含有高温合金扩散过程，由于锗衬底材料与背面金属电极存在热膨胀系数差异，经过高温合金扩散再恢复室温，太阳电池产生弯曲现象。

锗基砷化镓太阳电池弯曲情况表现为正面向上时电池中间凸起，凸起程度由弯曲度表征。通用的空间砷化镓太阳电池弯曲度均在0.2mm-0.4mm之间随机分布。

砷化镓太阳电池弯曲对后续多道封装和装配工序合格率产生影响，包括盖片胶厚度均匀性、焊接碎片率、贴片时胶层空洞等。这些影响结果不仅会降低砷化镓太阳电池合格率，使成本升高，也可能导致部分太阳电池在真空环境中发生碎片现象，进而影响整个空间太阳电池阵的功率输出。因此，改善并解决空间太阳电池弯曲问题，可减少太阳电池阵在空间环境中的失效，是非常必要的。

经调研专利CN101262028《一种低弯曲薄片单晶硅太阳电池烧结工艺》公开的薄片单晶硅太阳电池烧结方法，仅可用于单晶硅太阳电池，且经该方法处理后电池弯曲度仍大于0.8mm，不适于空间用锗基太阳电池。

发明内容

为了解决太阳电池弯曲度过大的问题，本发明采用低温处理方式调节砷化镓太阳电池热应力实现电池弯曲度降低。

为此本发明提供一种空间用刚性太阳电池弯曲度调控方法，其特征在于，工艺过程包括以下步骤：

步骤一，制作空间用锗基太阳电池；

步骤二，将完成背面电极蒸镀及合金后的太阳电池置于低温处理设备中进行低温处理工艺；

步骤三，将完成低温处理后的太阳电池恢复至室温。

优选的，所述低温处理工艺的处理温度为-90℃至-200℃，处理时间为1min至25min。

优选的，所述低温处理工艺的低温处理参数设置为-160℃，低温处理时间为3min。

优选的，所述步骤二和步骤三的低温升降温速率低于35℃/min。

优选的，所述步骤二和步骤三的低温升降温速率均为10℃/min。

优选的，所述低温处理工艺应放在合金工艺之后。

优选的，所述空间用锗基太阳电池由上至下结构为正面金属电极、外延层、锗衬底及背面金属电极。

优选的，所述空间用锗基太阳电池为锗基三价砷化镓太阳电池，电池尺寸为60.0mm×40.0mm。

优选的，将所述空间用锗基太阳电池放置于光滑洁净的玻璃板上，用塞尺测量凸起高度d，按照塞尺可塞进的最大尺寸记为弯曲度。