[发明专利]基于太阳能电池外延片的批量腐蚀装置及方法

说明书

本发明揭示了一种基于太阳能电池外延片的批量腐蚀装置及方法，所述批量腐蚀装置包括机械结构及冷却结构，所述机械结构包括支撑架、安装于支撑架上的连接杆、安装于连接杆下端的花篮、位于支撑架下方的腐蚀箱、用于驱动花篮升降的第一电机、用于驱动花篮在腐蚀箱内旋转的第二电机、及用于控制第一电机和第二电机的控制器，所述花篮内安装有多片太阳能电池外延片，所述腐蚀箱用于盛放腐蚀液，所述冷却结构用于控制太阳能电池外延片在腐蚀液中的腐蚀温度在预设温度范围内。本发明通过冷却结构能够控制多片腐蚀过程中的腐蚀温度，避免键合界面的破坏及电池外延片的损伤，提高了产品良率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种基于太阳能电池外延片的批量腐蚀装置及方法。

背景技术

Ⅲ-Ⅴ族多结太阳能电池由于其较高的光电转换效率，成为太空以及近太空太阳能电池的首选。而柔性多结太阳能电池因为其比重量轻，可弯曲，便于携带等优点成为太阳能电池发展的重要方向。柔性多结电池一般采用倒置结构，即先在衬底上生长顶电池，最后生长底电池，工艺过程中通过腐蚀砷化镓衬底从而将顶电池露出实现外延剥离。砷化镓衬底的腐蚀一般采用化学法，为了不让外延片因为热膨胀而产生裂纹甚至断裂，需严格控制化学腐蚀时的温度，同时为了避免先腐蚀完区域外延层长时间接触化学腐蚀液，需要达到均匀腐蚀。

现有技术中，申请号为201010513860.7的中国专利中，采用稀释氨水、过氧化氢、去离子水体系对砷化镓晶圆进行了腐蚀操作，但由于腐蚀液浓度过低，腐蚀具有一定厚度的砷化镓外延片耗时过长；申请号为201210076407.3的中国专利中，先用碱性金属清洗剂浸洗，然后将晶片放入氨水中腐蚀。最后将砷化镓晶片氨水、双氧水、去离子水混合液中浸洗。此方法腐蚀步骤繁琐，且最终晶片腐蚀均匀性未知；申请号为201410845314.1的中国专利中，以氨水、去离子水混合液作为腐蚀液，将砷化镓外延片竖直放入腐蚀液中，5～10分钟后取出并放入去离子水中，最后再旋转180°后再次竖直浸入腐蚀液中，重复上述过程直至腐蚀完成。此方法需频繁的操作外延片，易造成外延片的损伤。

可见，目前的腐蚀工艺多停留在单片腐蚀上，且为了均匀腐蚀，需要经常性的转动外延片，这无疑降低了腐蚀产能且增大了人工成本，并且经常性的转动外延片也增大了碎片的风险。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于太阳能电池外延片的批量腐蚀装置及方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于太阳能电池外延片的批量腐蚀装置及方法，以实现太阳能电池外延片的批量腐蚀。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种基于太阳能电池外延片的批量腐蚀装置，所述批量腐蚀装置包括机械结构及冷却结构，所述机械结构包括支撑架、安装于支撑架上的连接杆、安装于连接杆下端的花篮、位于支撑架下方的腐蚀箱、用于驱动花篮升降的第一电机、用于驱动花篮在腐蚀箱内旋转的第二电机、及用于控制第一电机和第二电机的控制器，所述花篮内安装有多片太阳能电池外延片，所述腐蚀箱用于盛放腐蚀液，所述冷却结构用于控制太阳能电池外延片在腐蚀液中的腐蚀温度在预设温度范围内。

一实施例中，所述花篮具有向上的开口，花篮内相对的两侧壁上设有若干卡槽，所述卡槽用于固定太阳能电池外延片。

一实施例中，所述太阳能电池外延结构依次包括生长衬底、腐蚀阻挡层、电池外延层及临时衬底。

一实施例中，所述生长衬底为砷化镓衬底；和/或，

所述生长衬底厚度为300μm～600μm，尺寸为4inch～6inch；和/或，

所述电池外延层包括GaInP电池层、GaAs电池层、InGaAs电池层中的一种或多种的组合。

一实施例中，所述冷却结构包括冷却箱、冷凝机及连接冷却箱与冷凝机的水管，所述冷却箱与腐蚀箱导热连接。