一種太陽能電池外延片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，涉及一種太陽能電池外延片。
【背景技術(shù)】
[0002]GaAs太陽能電池技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域從太空應(yīng)用逐步擴(kuò)展到地面應(yīng)用，在便攜式能源和消費(fèi)電子領(lǐng)域市場前景廣闊。利用外延剝離技術(shù)(EL0技術(shù))制作GaAs太陽能電池，一方面可以將GaAs襯底剝離后重復(fù)利用，顯著降低產(chǎn)品成本；另一方面，可制作柔性的GaAs太陽能電池，不僅效率比剝離前有所提高，且產(chǎn)品質(zhì)量更輕并具有柔性，更有利于航空航天和便攜式應(yīng)用等，用途廣泛。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中利用外延剝離技術(shù)制作GaAs太陽能電池的過程一般為:首先，利用外延生長技術(shù)制作出具有GaAs襯底、AlGaAs犧牲層和GaAs電池層的太陽能電池外延片；然后，在GaAs電池層上表面設(shè)置金屬電極，并將設(shè)置了金屬電極的一側(cè)粘貼(例如用雙面膠、光刻膠、臘等)到轉(zhuǎn)移襯底(如很薄的銅片、塑料薄膜等)上；最后，將其整個浸入選擇性腐蝕的酸性溶液中，由于酸性溶液對AlGaAs犧牲層的選擇性腐蝕(如氫氟酸對AlGaAs和GaAs的腐蝕選擇比很大)，最終使得GaAs襯底與GaAs電池層被分開。襯底被剝離后經(jīng)過處理可以重復(fù)利用，而在剝離下來的GaAs電池結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步制作金屬柵極和減反膜等，即可形成GaAs太陽能電池。
[0004]GaAs電池層與襯底分離所需的時間取決于選擇性腐蝕的酸性溶液對犧牲層的腐蝕快慢。上述利用外延剝離技術(shù)制作太陽能電池時，犧牲層是在襯底上制作的一層結(jié)構(gòu)連續(xù)的、厚度均勻的、且X為確定值的AlxGai xAs層。理想狀況下，通過常規(guī)的方法剝離一片4英寸的GaAs薄膜電池需要3?6個小時甚至更長時間。且通常情況下，部分犧牲層被腐蝕后，其對應(yīng)區(qū)域的GaAs電池層就與襯底分開，而后選擇性腐蝕的酸性溶液就會通過GaAs電池層與襯底分開后形成的通道去腐蝕其他部分犧牲層。因此，較早被腐蝕的犧牲層部分對應(yīng)的GaAs電池層和襯底(一般是太陽能電池外延片外圍邊沿處)就會與選擇性腐蝕的酸性溶液直接接觸直到所有的犧牲層被腐蝕掉，即外延剝離工藝完成。雖然說，一般選用的HF溶液對AlGaAs (犧牲層)和GaAs (GaAs電池層和襯底)的腐蝕選擇比很大，但是在生產(chǎn)環(huán)境中，HF溶液中難免會引入其他酸類(鹽酸、硫酸、磷酸等)物質(zhì)或者雜質(zhì)，加上溶液中溶解的氧分子，很容易導(dǎo)致較早被腐蝕的犧牲層部分對應(yīng)的GaAs電池層和襯底被緩慢地腐蝕。由于其被腐蝕的速度較慢，因此該過程不易被實(shí)時監(jiān)控，但在整個剝離過程所需的幾個小時后，襯底的表面和GaAs電池層的剝離面將會形成若干針孔或類似缺陷。這對于襯底的反復(fù)利用以及太陽能電池產(chǎn)品的性能都會造成一定程度的負(fù)面影響，甚至造成產(chǎn)線的整體良品率下降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中利用外延剝離技術(shù)制作太陽能電池時，較早被腐蝕的犧牲層部分對應(yīng)的襯底和太陽能電池層因長時間與腐蝕液直接接觸導(dǎo)致被緩慢腐蝕，提出一種可以使得遠(yuǎn)離襯底和太陽能電池層的犧牲層部分被快速腐蝕掉而接近襯底和太陽能電池層的犧牲層部分較慢被腐蝕掉的太陽能電池外延片，從而保護(hù)襯底和太陽能電池層。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種太陽能電池外延片，包括依次設(shè)置的襯底、緩沖層、組合犧牲層和太陽能電池層，組合犧牲層至少包括第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層，第一犧牲層緊貼緩沖層設(shè)置，第三犧牲層緊貼太陽能電池層設(shè)置，第二犧牲層設(shè)置于第一犧牲層與第三犧牲層之間。
[0008]優(yōu)選地，第二犧牲層為中間層，第一犧牲層和第二犧牲層之間至少還包括一層犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層之間至少還包括一層犧牲層。
[0009]優(yōu)選地，第一犧牲層和第二犧牲層之間設(shè)有第四犧牲層，第二犧牲層和第三犧牲層之間設(shè)有第五犧牲層。
[0010]優(yōu)選地，從第一犧牲層至第二犧牲層的各層的厚度依次遞減，從第二犧牲層至第三犧牲層的各層的厚度依次遞增。
[0011]優(yōu)選地，第一犧牲層的厚度為0.2?3微米，第二犧牲層的厚度為0.1?2微米，第三犧牲層的厚度為0.2?3微米。
[0012]優(yōu)選地，太陽能電池層依次包括第一歐姆接觸層、第一窗口層、發(fā)射區(qū)、基區(qū)、背場、第二窗口層和第二歐姆接觸層。
[0013]優(yōu)選地，第一歐姆接觸層的厚度為50-300納米，第一窗口層的厚度為10-100納米，發(fā)射區(qū)、基區(qū)和背場的總厚度為2-5微米，第二窗口層的厚度為10-100納米，第二歐姆接觸層的厚度為50-300納米。
[0014]優(yōu)選地，第二歐姆接觸層的上表面還設(shè)置有電極6，電極是由30?150納米厚的鈦和50?500納米厚的金構(gòu)成的金屬復(fù)合膜。
[0015]優(yōu)選地，太陽能電池層與組合犧牲層之間還包括第二緩沖層，緩沖層與第二緩沖層的厚度均為100-900納米。
[0016]優(yōu)選地，從第一犧牲層至第二犧牲層的各層的腐蝕速度依次遞增，從第二犧牲層至第三犧牲層的各層的腐蝕速度依次遞減。
[0017]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1.本實(shí)用新型提供的太陽能電池外延片，該太陽能電池外延片至少包括第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層，第一犧牲層緊貼緩沖層設(shè)置，襯底緊貼緩沖層的另一面設(shè)置，第三犧牲層緊貼太陽能電池層設(shè)置，第二犧牲層設(shè)置于第一犧牲層與第三犧牲層之間。當(dāng)?shù)诙奚鼘拥谋桓g速度快于第一犧牲層和第三犧牲層的被腐蝕速度時，即緊貼緩沖層的犧牲層和緊貼太陽能電池層的犧牲層的被腐蝕速度慢于遠(yuǎn)離緩沖層和太陽能電池層的犧牲層的被腐蝕速度。因此，在外延剝離工藝中遠(yuǎn)離緩沖層和太陽能電池層的犧牲層部分被很快的腐蝕掉，而緊貼著緩沖層和太陽能電池層的犧牲層部分被腐蝕的較慢。從而可以減少襯底和太陽能電池層與腐蝕液直接接觸的時間，減少腐蝕液對襯底和太陽能電池層的損害，保證襯底的重復(fù)利用和太陽能電池產(chǎn)品的性能。
[0019]2.本實(shí)用新型提供的太陽能電池外延片，第二犧牲層的厚度小于第一犧牲層的厚度、且小于第三犧牲層的厚度，從而使得第二犧牲層會更快地被腐蝕掉，而第二犧牲層和第三犧牲層則更慢地被腐蝕掉。進(jìn)一步減少襯底和太陽能電池層與選擇性腐蝕液的直接接觸時間，更好地保護(hù)襯底和太陽能電池層。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的一種太陽能電池外延片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的另一種太陽能電池外延片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的一種太陽能電池外延片的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的一種太陽能電池外延片的制作方法的流程圖。
[0024]圖中附圖標(biāo)記表示為:1_襯底、2-緩沖層、3-組合犧牲層、31-第一犧牲層、32-第二犧牲層、33-第三犧牲層、34-第四犧牲層、35-第五犧牲層、4-太陽能電池層、41-第一歐姆接觸層、42-第一窗口層、43-發(fā)射區(qū)、44-基區(qū)、45-背場、46-第二窗口層、47-第二歐姆接觸層、5-第二緩沖層、6-電極。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0026]實(shí)施例1
[0027]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種太陽能電池外延片，包括依次設(shè)置的襯底1、緩沖層2、組合犧牲層3和太陽能電池層4，組合犧牲層3包括第一犧牲層31、第二犧牲層32和第三犧牲層33，第一犧牲層31緊貼緩沖層2設(shè)置，第三犧牲層33