一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池芯片技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，在制作倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池時，分別在外延片與導(dǎo)電襯底蒸鍍平面薄膜結(jié)構(gòu)的金屬鍵合層，通過鍵合機在高溫高壓條件下將二者緊密連接在一起，隨后再去除生長襯底，露出其受光面。最后，直接在倒置結(jié)構(gòu)電池芯片受光面蒸鍍減反射膜。其缺陷在于:
一，光線照射至金屬鍵合層時，由于金屬鍵合層為平面薄膜結(jié)構(gòu)，光線直接反射，使得光線在電池內(nèi)部傳播的距離較短，光轉(zhuǎn)化為光生載流子幾率降低，光線吸收較少。
[0003]二，在倒置結(jié)構(gòu)電池芯片受光面蒸鍍減反射膜，光線照射到受光面時，雖然蒸鍍有減反射膜，其反射率依然較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，以增加光線在電池內(nèi)部的傳播距離，增強光線吸收，同時，降低光線反射率。
[0005]為達成上述目的，本發(fā)明的解決方案為:
一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，包括以下步驟:
一，在外延襯底上自下而上依次生長多層子電池，該多層子電池由下至上帶隙依次減??；
二，在帶隙最小的子電池表面掩膜、光刻、ICP蝕刻形成網(wǎng)格狀凹槽結(jié)構(gòu)；
三，在刻蝕后的外延片上蒸鍍金屬形成柵格層，在導(dǎo)電襯底表面蒸鍍金屬，并采用鍵合技術(shù)將二者緊密連接；
四，采用化學(xué)腐蝕法將外延襯底去除，露出帶隙最大的子電池表面；
五，在帶隙最大的子電池表面采用掩膜、光刻、蝕刻出柵線位，并蒸鍍金屬形成電極。
[0006]進一步，還包括在帶隙最大的子電池表面蒸鍍另一金屬層，并將其退火形成金屬納米島表面；采用蒸鍍法在在帶隙最大的子電池表面附加一層氧化物介質(zhì)膜形成減反射膜，該減反射膜將金屬納米島層及電極覆蓋，該金屬納米島層形成于受光面與減反射膜界面處。
[0007]進一步，導(dǎo)電襯底為導(dǎo)電硅襯底。
[0008]一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池，包括層疊設(shè)置的多層子電池，該多層子電池由下至上帶隙依次增大；在帶隙最小的子電池表面形成網(wǎng)格狀凹槽，該形成網(wǎng)格狀凹槽子電池表面蒸鍍金屬形成柵格層，導(dǎo)電襯底表面蒸鍍金屬與柵格層鍵合；在帶隙最大的子電池表面形成電極。
[0009]進一步，在帶隙最大的子電池表面形成金屬納米島層，并在帶隙最大的子電池表面蒸鍍氧化物介質(zhì)膜形成減反射膜，該減反射膜將金屬納米島層及電極覆蓋，該金屬納米島層形成于受光面與減反射膜界面處。
[0010]進一步，導(dǎo)電襯底為導(dǎo)電硅襯底。
[0011]采用上述方案后，本發(fā)明在帶隙最小的子電池表面形成網(wǎng)格狀凹槽，該形成網(wǎng)格狀凹槽子電池表面蒸鍍金屬形成柵格層，使得太陽電池底部的金屬鍵合層具有圖形光柵結(jié)構(gòu)，而非簡單的平面，該結(jié)構(gòu)光波耦合下可激發(fā)表面等離子體共振激元，該等離子激元將太陽光限制在金屬/半導(dǎo)體界面，增加光線在電池內(nèi)部的傳播距離，進而增加光轉(zhuǎn)化為光生載流子的幾率。不同規(guī)格的金屬圖形對各種波長的共振增強效果不同，可以通過設(shè)計不同的金屬圖形，獲得不同的增益效果。
[0012]在受光面與減反射膜界面處形成金屬納米島層，受光面上的金屬納米島處于電池吸收層與減反膜層之間，一方面對光線有散射作用，可增強光線的透過率，另一方面，該金屬在與光線耦合后，通過形成局域等離子激元可以對光線有局域限制作用，可進一步增加材料對光線的吸收。不同大小、間距的金屬納米島對光線的散射作用不一樣，且所產(chǎn)生的局域等離子增強效應(yīng)也不同，可設(shè)計不同規(guī)格的金屬納米島，獲得不同的增益效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明制作工藝圖一；
圖2是本發(fā)明制作工藝圖二；
圖3是本發(fā)明制作工藝圖三；
圖4是本發(fā)明制作工藝圖四；
圖5是本發(fā)明制作工藝圖五；
圖6是本發(fā)明制作工藝圖六；
圖7是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]標(biāo)號說明
多層子電池1子電池11
網(wǎng)格狀凹槽111柵格層12
子電池13金屬納米島層14
電極15減反射膜16
導(dǎo)電襯底2襯底10。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0016]參閱圖1至圖7所示，本發(fā)明揭示的一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池，包括層疊設(shè)置的多層子電池1，該多層子電池1由下至上帶隙依次增大。
[0017]在帶隙最小的子電池11表面形成網(wǎng)格狀凹槽111，該形成網(wǎng)格狀凹槽111子電池11表面蒸鍍金屬形成柵格層12，導(dǎo)電襯底2表面蒸鍍金屬與柵格層12鍵合，導(dǎo)電襯底2為導(dǎo)電娃襯底。
[0018]在帶隙最大的子電池13表面形成金屬納米島層14，且在帶隙最大的子電池13表面形成電極15，并在帶隙最大的子電池13表面蒸鍍氧化物介質(zhì)膜形成減反射膜16，該減反射膜16將金屬納米島層14及電極15覆蓋，該金屬納米島層14形成于受光面與減反射膜16界面處。
[0019]本發(fā)明將電池底部的金屬鍵合層設(shè)計為具有表面等離子共振增強效果的金屬柵格，當(dāng)光線與之耦合時，將沿著金屬柵格表面?zhèn)鞑ィ黾庸饩€在電池內(nèi)部的傳播距離，增強材料對太陽光的吸收。同時，在電池受光面與減反射膜介質(zhì)膜界面處，形成具有散射作用和局域等離子共振增強效應(yīng)的金屬納米島，進一步降低光線反射率，且提高材料對光線的吸收。
[0020]本發(fā)明還公開一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，包括以下步驟:
一，如圖1所示，在外延襯底10上自下而上依次生長多層子電池1，該多層子電池1由下至上帶隙依次減小；
二，如圖2所示，在帶隙最小的子電池11表面掩膜、光刻、ICP蝕刻形成網(wǎng)格狀凹槽結(jié)構(gòu) 111 ；
三，如圖3所示，在刻蝕后的外延片上蒸鍍金屬形成柵格層12，在導(dǎo)電襯底2表面蒸鍍金屬，導(dǎo)電襯底2為導(dǎo)電硅襯底，并采用鍵合技術(shù)將二者緊密連接；
四，如圖4所示，采用化學(xué)腐蝕法將外延襯底10去除，露出帶隙最大的子電池13表面；五，如圖5所示，在帶隙最大的子電池13表面蒸鍍另一金屬層，并將其退火形成金屬納米島表面14 ；
六，如圖6所示，在帶隙最大的子電池13表面采用掩膜、光刻、蝕刻出柵線位，并蒸鍍金屬形成電極15 ；
七，采用蒸鍍法在在帶隙最大的子電池13表面附加一層氧化物介質(zhì)膜形成減反射膜16，該減反射膜16將金屬納米島層14及電極15覆蓋，該金屬納米島層14形成于受光面與減反射膜16界面處，形成如圖7所示太陽能電池。
[0021]所述倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法形成一個具有復(fù)合等離子增強效應(yīng)的太陽能電池芯片，一方面，受光面的金屬納米島可以廣泛的散射光線，提高光吸收的比例，同時，該金屬顆粒也與光吸收層緊密相接，在局域等離子體近場效應(yīng)下，光線被束縛住，吸收效率也大大得到提高。另一方面，在底層制作出納米尺度的金屬光柵結(jié)構(gòu)，這樣入射的光線將會被金屬光柵結(jié)構(gòu)束縛在表面，光線只能沿著光柵方向傳播而不是直接從背面出射，這樣增加了光線在電池內(nèi)部的傳播距離，所以提高了吸收和轉(zhuǎn)化為電能的效率。通過以上復(fù)合等離子增強效應(yīng)，在保持光吸收層的物理厚度的同時，可以大大提高材料對光線的吸收、轉(zhuǎn)化效率。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本案設(shè)計的限制，凡依本案的設(shè)計關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，其特征在于:包括以下步驟: 一，在外延襯底上自下而上依次生長多層子電池，該多層子電池由下至上帶隙依次減小； 二，在帶隙最小的子電池表面掩膜、光刻、ICP蝕刻形成網(wǎng)格狀凹槽結(jié)構(gòu)； 三，在刻蝕后的外延片上蒸鍍金屬形成柵格層，在導(dǎo)電襯底表面蒸鍍金屬，并采用鍵合技術(shù)將二者緊密連接； 四，采用化學(xué)腐蝕法將外延襯底去除，露出帶隙最大的子電池表面； 五，在帶隙最大的子電池表面采用掩膜、光刻、蝕刻出柵線位，并蒸鍍金屬形成電極。2.如權(quán)利要求1所述的一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，其特征在于:還包括在帶隙最大的子電池表面蒸鍍另一金屬層，并將其退火形成金屬納米島表面；采用蒸鍍法在在帶隙最大的子電池表面附加一層氧化物介質(zhì)膜形成減反射膜，該減反射膜將金屬納米島層及電極覆蓋，該金屬納米島層形成于受光面與減反射膜界面處。3.如權(quán)利要求1所述的一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，其特征在于:導(dǎo)電襯底為導(dǎo)電娃襯底。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種倒置結(jié)構(gòu)太陽能電池制作方法，包括以下步驟：在外延襯底上自下而上依次生長多層子電池，該多層子電池由下至上帶隙依次減?。辉趲蹲钚〉淖与姵乇砻嫜谀?、光刻、ICP蝕刻形成網(wǎng)格狀凹槽結(jié)構(gòu)；在刻蝕后的外延片上蒸鍍金屬形成柵格層，在導(dǎo)電襯底表面蒸鍍金屬，并采用鍵合技術(shù)將二者緊密連接；采用化學(xué)腐蝕法將外延襯底去除，露出帶隙最大的子電池表面；在帶隙最大的子電池表面形成金屬納米島，采用掩膜、光刻、蝕刻出柵線位，并蒸鍍金屬形成電極；在帶隙最大的子電池表面蒸鍍介質(zhì)膜，覆蓋電極與金屬納米島，形成減反射膜。本發(fā)明可以降低電池表面對光線的反射率，增加光線在電池內(nèi)部的傳播距離，增強光線吸收，提高轉(zhuǎn)化效率。
【IPC分類】H01L31/0236, H01L31/18
【公開號】CN105304764
【申請?zhí)枴緾N201510763780
【發(fā)明人】姜偉, 張永, 陳凱軒, 林志偉, 卓祥景, 方天足
【申請人】廈門乾照光電股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月11日