太陽能電池外延片和其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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和其制作方法。
【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)用逐步擴展到地面應(yīng)用，在便攜式能源和消費電子領(lǐng)域市場前景廣闊。利用外延剝離技術(shù)(ELO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AlxGahAs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。而實際剝離時，腐蝕反應(yīng)產(chǎn)生的氣體容易在襯底和GaAs電池層間積累，阻礙酸性溶液向反應(yīng)前沿地補充，會進一步降低剝離速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明所要解決的技術(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，犧牲層的被腐蝕速度慢，從而提出一種可快速剝離的太陽能電池外延片和其制作方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0007]一種太陽能電池外延片，包括依次設(shè)置的襯底、緩沖層、犧牲層和太陽能電池層，犧牲層至少包括第一犧牲層和第二犧牲層，第一犧牲層緊貼緩沖層設(shè)置，第二犧牲層緊貼第一犧牲層設(shè)置，第一犧牲層上分布有多條凹槽，第二犧牲層上具有多個與凹槽配合的凸起，且凸起內(nèi)具有沿凹槽的長度方向延伸的空隙，用于使得腐蝕液流入犧牲層的內(nèi)部。
[0008]優(yōu)選地，分布于第一犧牲層上的多條凹槽相互平行設(shè)置，空隙也相應(yīng)地相互平行設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，凹槽的寬度為I?2微米，相鄰兩條凹槽之間距離為I?4微米。
[0010]優(yōu)選地，凹槽的底部向下延伸到緩沖層上，在緩沖層還設(shè)置有與第一犧牲層上的凹槽相對齊且連通的緩沖層凹槽，緩沖層凹槽的深度為I?2微米。
[0011]優(yōu)選地，空隙的寬度從凸起的頂部向第二犧牲層方向逐漸減小。
[0012]優(yōu)選地，空隙的縱截面呈三角形或梯形。
[0013]優(yōu)選地，空隙的高度為I?10微米，緩沖層的厚度為2?4微米，第一犧牲層的厚度為0.5?1.5微米，第一犧牲層和第二犧牲層的總厚度為4?8微米。
[0014]優(yōu)選地，第一犧牲層和第二犧牲層的材料為AlxGai_xAs，且X為0.6?I。
[0015]一種太陽能電池外延片的制作方法，包括以下步驟:
[0016]在襯底上外延生長緩沖層；
[0017]在緩沖層上外延生長第一犧牲層；
[0018]在第一犧牲層上刻蝕出多條凹槽；
[0019]在第一犧牲層上外延生長第二犧牲層，第二犧牲層緊貼第一犧牲層，第二犧牲層上形成與凹槽配合的凸起，且凸起內(nèi)形成沿凹槽的長度方向延伸的空隙；
[0020]在第二犧牲層上外延生長太陽能電池層制作出太陽能電池外延片。
[0021]優(yōu)選地，在第一犧牲層上刻蝕出多條凹槽利用的是干法刻蝕工藝，或利用的是光刻和濕法腐蝕工藝。
[0022]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0023]本實施例提供的太陽能電池外延片和其制作方法，在太陽能電池外延片的犧牲層內(nèi)設(shè)置水平延伸的多個空隙，在將其浸入選擇性腐蝕液時，選擇性腐蝕液可通過該空隙從犧牲層的邊沿進入其內(nèi)部，加快了犧牲層的被腐蝕速度，從而減少了太陽能電池制作過程中外延剝離工藝所需的時間。而且，在犧牲層本身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性能滿足太陽能電池的制作工藝時，設(shè)置于其內(nèi)的空隙可以減少需要被腐蝕的犧牲層的體積，從而進一步縮短了外延剝離工藝的時間。設(shè)置于犧牲層上的空隙還能有助于腐蝕反應(yīng)產(chǎn)生的氣體的及時排出，不僅可以防止因氣體的累積對腐蝕反應(yīng)的阻礙，還可以防止因氣體累積而產(chǎn)生的壓力對太陽能電池層和襯底的損害。另外，減少了犧牲層的被腐蝕時間，就能減少太陽能電池層和襯底在腐蝕液中的時間，降低了其被腐蝕液損壞的風險，從而提高了太陽能電池產(chǎn)品的品質(zhì)，也提尚了廣線良品率。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例1的一種太陽能電池外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1所示太陽能電池外延片的A-A向剖視圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例1中的空隙在犧牲層上的分布示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實施例1的另一種太陽能電池外延片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明實施例1中的一種太陽能電池外延片的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6是本發(fā)明實施例2中的太陽能電池外延片制作方法流程圖；
[0030]圖7是本發(fā)明實施例2中的太陽能電池外延片半成品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8是本發(fā)明實施例2中的已經(jīng)在第一犧牲層上刻蝕了凹槽的太陽能電池外延片半成品結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中附圖標記表示為:1-襯底、2-緩沖層、3-犧牲層、31-第一犧牲層、311-凹槽、32-第二犧牲層、321-凸起、322-緩沖層凹槽、33-空隙、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。
【具體實施方式】
[0033]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所提供的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。
[0034]實施例1
[0035]如圖1所示，本實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、犧牲層3和太陽能電池層4，其中，犧牲層3包括第一犧牲層31和第二犧牲層32，第一犧牲層31緊貼緩沖層2設(shè)置，第二犧牲層32緊貼第一犧牲層31設(shè)置，第一犧牲層31上分布有多條凹槽311，第二犧牲層32上具有多個與凹槽311配合的凸起321，如圖2所示，凸起321內(nèi)具有沿凹槽311的長度方向延伸的空隙33，用于使得腐蝕液流入犧牲層3的內(nèi)部。
[0036]具體地，上述凹槽311可以是貫通整個犧牲層3的，也可以是兩端距離犧牲層3的邊沿有一點距離的。相應(yīng)地，空隙33可以是貫通整個犧牲層3的，以更加利于選擇性腐蝕液從犧牲層3的邊沿向其內(nèi)部流動，同時也進一步減少了需要被腐蝕的犧牲層3的體積，可進一步加快太陽能電池外延片剝離工藝的進程。空隙33也可以是兩端距離犧牲層3的邊沿是有一點距離的，在腐蝕液將犧牲