一種倒裝太陽能電池芯片制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制作技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種倒裝太陽能電池芯片制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于化石燃料的不可再生性及其引發(fā)的環(huán)境問題，開發(fā)可再生能源已成為全球性的課題。太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，這在很大程度上減少了人們對化石燃料的依賴，因此發(fā)展太陽能電池具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。近些年來，隨著聚光光伏技術(shù)的發(fā)展，多結(jié)II1- V族化合物半導(dǎo)體太陽能電池因其高光電轉(zhuǎn)換效率而越來越受到關(guān)注。
[0003]相比于晶格匹配藝術(shù)級的GaInP/Ga(In)As/Ge常規(guī)三結(jié)電池，倒裝異質(zhì)生長的多結(jié)電池具有各節(jié)子電池電流匹配的優(yōu)點(diǎn)，且具備更高的轉(zhuǎn)換效率，已成為空間應(yīng)用以及民用的另一種選擇。然而倒裝太陽能電池相比于常規(guī)三結(jié)電池而言其芯片制程更加的復(fù)雜，成本也相對較高，因此如何簡化制程、降低成本已成為提升其市場競爭力的關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種倒裝太陽能電池芯片制造方法，用以簡化倒裝太陽能電池芯片的制作過程，以及降低其制作成本。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種倒裝太陽能電池芯片制造方法，包括以下步驟:
[0006]S1:在一電池本體襯底上方依次淀積一腐蝕截止層、一η型GaAs歐姆接觸層、一帶隙遞減的多結(jié)電池以及一 P型GaAs歐姆接觸層，以形成一倒裝太陽能電池外延層；
[0007]S2:提供一支撐襯底；
[0008]S3:在倒裝太陽能電池外延層和支撐襯底表面分別蒸鍍一鍵合金屬層；
[0009]S4:采用金屬鍵合工藝，將上一步驟中的兩個鍵合金屬層進(jìn)行鍵合；
[0010]S5:去除電池本體襯底和腐蝕截止層，露出η型GaAs歐姆接觸層；
[0011]S6:在η型GaAs歐姆接觸層表面進(jìn)行劃分，將其表面劃分為多個形狀為矩形的子單元；
[0012]S7:根據(jù)一設(shè)定的腐蝕圖形，運(yùn)用光刻工藝在每一子單元表面分別逐層腐蝕掉η型GaAs歐姆接觸層、帶隙遞減的多結(jié)電池以及p型GaAs歐姆接觸層,露出倒裝太陽能電池外延層上的鍵合金屬層；
[0013]S8:在每一子單元表面分別制作正電極和負(fù)電極，其中，在未經(jīng)S7步驟腐蝕過的位置制作負(fù)電極，在經(jīng)S7步驟腐蝕過的位置制作正電極，其中，負(fù)電極包括兩個相互平行的主柵和多個與主柵垂直的副柵；
[0014]S9:去除每一子單元中多個副柵之間的η型GaAs歐姆接觸層；
[0015]S10:在每一子單元的表面淀積減反射層；
[0016]S11:腐蝕掉每一子單兀中正電極表面和主柵表面的減反射層；
[0017]S12:將每一子單元分離，得到多個倒裝太陽能電池芯片。
[0018]可選的，電池本體襯底為一 η型GaAs襯底。
[0019]可選的，多結(jié)電池為三結(jié)電池或四結(jié)電池。
[0020]可選的，支撐襯底的材質(zhì)為玻璃、硅或金屬。
[0021]可選的，鍵合金屬層的材質(zhì)為金。
[0022]可選的，步驟S7中的腐蝕過程為采用濕法腐蝕工藝進(jìn)行。
[0023]可選的，正電極、主柵和副柵的剖面均為等腰梯形。
[0024]可選的，腐蝕圖形為矩形。
[0025]可選的，減反射層包括多層氧化物，氧化物為以下任意一種:Al203、Ti305和Si02。
[0026]可選的，在步驟S11之后S12之前，還包括一將經(jīng)S1?S11步驟制作的結(jié)構(gòu)置于退火爐中進(jìn)行熔合的步驟。
[0027]本發(fā)明的提供的倒裝太陽能電池芯片制造方法可以一次性同時制備電池芯片的正電極和負(fù)電極，且支撐襯底的可選性增強(qiáng)，可有效地簡化制程工藝，提高生產(chǎn)效率，縮減生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的倒裝太陽能電池芯片制造方法流程圖；
[0030]圖2為兩個鍵合金屬層鍵合之后的剖面圖；
[0031]圖3為將η型GaAs歐姆接觸層表面劃分為多個子單元的示意圖；
[0032]圖4為經(jīng)S7步驟中腐蝕過程后的子單元剖面圖；
[0033]圖5為制作正電極和負(fù)電極之后的子單元的平面示意圖；
[0034]圖6為制作正電極和負(fù)電極之后的子單元中副柵位置處的剖面圖；
[0035]圖7為制作正電極和負(fù)電極之后的子單元中主柵位置處的剖面圖；
[0036]圖8為去除子單元中多個副柵之間的η型GaAs歐姆接觸層后副柵位置處的剖面圖；
[0037]圖9為腐蝕掉減反射層后的副柵位置處的剖面圖；
[0038]圖10為腐蝕掉減反射層后的子單元平面示意圖。
[0039]附圖標(biāo)記說明:11-子單元；12-負(fù)電極；1201-主柵;1202-副柵;13-正電極；14-正電極邊緣的減反射層；15-主柵邊緣的減反射層；16_副柵表面的減反射層；17_電極之外的減反射層；201-n型GaAs襯底；202_腐蝕截止層；203_n型GaAs歐姆接觸層；204-光電轉(zhuǎn)換區(qū)；205-p型GaAs歐姆接觸層；206_倒裝太陽能電池外延層上的鍵合金屬層；207_支撐襯底上的鍵合金屬層；208_支撐襯底；S1?S12-步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的倒裝太陽能電池芯片制造方法流程圖；如圖所示，該倒裝太陽能電池芯片制造方法包括以下步驟:
[0042]S1:在一電池本體襯底上方依次淀積一腐蝕截止層、一η型GaAs歐姆接觸層、一帶隙遞減的多結(jié)電池以及一 P型GaAs歐姆接觸層，以形成一倒裝太陽能電池外延層；
[0043]其中，本實(shí)施例中，電池本體襯底采用η型GaAs襯底，帶隙遞減的多結(jié)電池可以為三結(jié)電池或四結(jié)電池，還可以是更多結(jié)電池，同時，帶隙遞減的多結(jié)電池構(gòu)成一光電轉(zhuǎn)換區(qū)。另外，本領(lǐng)域中多采用形狀為圓形的襯底，本實(shí)施例中的電池本體襯底也為圓形，在該圓形電池本體襯底上淀積其他各層。
[0044]S2:提供一支撐襯底；
[0045]其中，支撐襯底起到支撐作用，其可選性較強(qiáng)，材質(zhì)可以為玻璃、硅或金屬等。
[0046]S3:在倒裝太陽能電池外延層和支撐襯底表面分別蒸鍍一鍵合金屬層；
[0047]其中，鍵合金屬層的材質(zhì)可以為金或其他可以用于鍵合的金屬。
[0048]S4:采用金屬鍵合工藝，將上一步驟中的兩個鍵合金屬層進(jìn)行鍵合；
[0049]如圖2所示為兩個鍵合金屬層鍵合之后的剖面圖，如圖所示，201為η型GaAs襯底，202為腐蝕截止層，203為η型GaAs歐姆接觸層，204為光電轉(zhuǎn)換區(qū)，205為p型GaAs歐姆接觸層，206為倒裝太陽能電池外延層上的鍵合金屬層，207為支撐襯底上的鍵合金屬層，208為支撐襯底，倒裝太陽能電池外延層上的鍵合金屬層206與支撐襯底上的鍵合金屬層207鍵合在一起，二者緊密接觸。
[0050]S5:去除電池本體襯底和腐蝕截止層，露出η型GaAs歐姆接觸層；
[0051]本步驟中去除掉了圖2中的η型GaAs襯底201和腐蝕截止層202，露出了 η型GaAs歐姆接觸層203。
[0052]S6:在η型GaAs歐姆接觸層表面進(jìn)行劃分，將其表面劃分為多個形狀為矩形的子單元；
[0053]其中，劃分多個子單元一方面是為了實(shí)現(xiàn)芯片的太陽能電池芯片的功能分離，另一方面是為了后續(xù)過程中分離每顆芯片，每一子單元均對應(yīng)一顆芯片，這里劃分的多個形狀為矩形的子單元的長度和寬度根據(jù)所要制作的芯片的長度和寬度進(jìn)行確定，當(dāng)芯片的長度和寬度相等即芯片的形狀為正方形時，劃分的每一子單元也應(yīng)為正方形。
[0054]如圖3所示為將η型GaAs歐姆接觸層203表面劃