[发明专利]一种纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法

权利要求书

1.一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对外延片进行背电极制作、正面焊点图形制作和活化处理得到活化外延片；

其中，S1所述制作背电极的方法为：对电池外延片的的背面进行清洗后蒸镀背电极，背电极含有金属Pd；

所述清洗的方法为：在外延片的正面采用等离子增强化学气相沉积方式沉积厚度为200nm-500nm的SiO₂层，采用的沉积温度为200℃；然后在SiO₂层上采用旋涂法涂覆液态聚酰亚胺，涂覆完成后在450℃和N₂环境中固化60min形成聚酰亚胺薄膜对外延片正面进行保护，然后采用硝酸、氢氟酸和醋酸的混合酸液对外延片背面腐蚀5min，使用去离子水冲洗干净混合酸液；

S2：将聚苯乙烯纳米球分散剂采用450倍-550倍的水稀释后，加入水质量的3%-5%的十二烷基磺酸钠，在温度为20℃-30℃，湿度为40%-60%下静置4h-6h，使得聚苯乙烯纳米球在溶液表面形成紧密的单分子膜层，得到聚苯乙烯纳米球混合液；

S3：将S1的活化外延片从一侧缓慢沉入S2制备的聚苯乙烯纳米球混合液中，使得外延片表面从单分子膜层下方缓慢经过，将聚苯乙烯纳米球转移到外延片表面；

S4：将附着有聚苯乙烯纳米球的外延片表面自然干燥，形成紧密排列的聚苯乙烯纳米球模板；

S5：将S4干燥后的外延片在115℃-125℃下，氮气环境中，加热25min-35min，至外延片表面的小球直径缩小为原来的80%-85%，形成网状结构；

S6：利用电子束蒸发的方式，在外延片表面沉积2μm-3μm的Ag，在丙酮溶液中超声使得聚苯乙烯纳米球和外延片分离，在分离的同时带走蒸镀在聚苯乙烯纳米球上的正极金属，留下的金属形成网格状电极；

S7：使用退火炉对外延片进行退火，使用金刚石切割机进行划片切割，形成单体电池。

2.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，S1所述外延片的制备方法为：在Ge基板上，采用金属有机气相沉积方式依次外延生长制作出Ge电池、GaAs电池与InGaP电池。

3.根据权利要求2所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，各个子电池之间，以隧穿结进行连接，隧穿结为GaAs同质隧穿结或者AlGaAs/GaInP异质隧穿结，在结尾处，生长300nm-500nm的N型GaAs，作为欧姆接触层。

4.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，所述硝酸、所述氢氟酸和所述醋酸的体积之比为2:1:7或1:1:6，其中硝酸的质量浓度为65%-85%；氢氟酸质量浓度为40%，醋酸质量浓度为85%。

5.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，所述蒸镀背电极的方法为：使用电子束蒸发的方式，蒸镀背面电极，背电极的材料为PdAgAu或者PdAg。

6.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，S1所述正面焊点图形制作之前包括对外延片正面进行清洗。

7.根据权利要求6所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，所述正面进行清洗的方法为：使用手术刀片将正极表面的聚酰亚胺薄膜划出沟道，使用10%的HF水溶液，对正极表面进行浸泡去除聚酰亚胺薄膜，然后将电池外延片依次在丙酮超声5min、异丙醇超声5min，最后在110℃下氮气氛围中烘15min即得。

8.根据权利要求1或7所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，S1所述正面焊点图形制作的方法为：采用负胶曝光出特定图形后进行金属电极蒸镀，蒸镀完成后浸泡丙酮溶液，剥离出电极图形。

9.根据权利要求8所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，所述金属电极蒸镀为依次蒸镀AuGe、Au、Ag和Au，蒸镀厚度分别为150nm、50nm、3500nm和100nm。