專利名稱：一種太陽能電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能電池的制作方法，更具體地涉及一種III - V族化合物太陽能電池的制作方法。
背景技術：
用于高倍聚光型光伏發電系統所用光電池一般為高效化合物半導體太陽電池，如 III-V族單結、多結太陽電池。化合物半導體太陽電池一般采用氣相外延技術或者液相外延技術在Ge、Si或GaAs等襯底上依次外延太陽電池各層結構，然后利用外延好結構的太陽電池外延片制備成太陽電池芯片。太陽電池已有50多年的發展歷史，在上個世紀七十年代引發的能源危機的刺激下，在空間飛行器能源系統需求的牽引下，這一技術領域內不斷取得重要技術突破。多結化合物太陽能電池是一種性能優良的化合物半導體光電轉換器件。相對于硅太陽能電池，多結太陽能電池具有更高的光電轉換效率、更強的抗輻射能力、更好的耐高溫性能。在過去的十年里，多結III-V族電池在太陽能轉換效率上進展顯著，實現高轉換效率布置在理論上， 在現實中也已經實現，喚起人們對多結III-V族電池的研究和商業興趣。圖1 圖2為III-V族太陽能電池的一種傳統的制作工藝，以feJnP/feilnAs/Ge 多結太陽能電池為例，其制作工藝一般如下在MOCVD系統中，生長完GalnP/GalnAs/Ge多結太陽能電池中的GaInP頂電池發射極后，緊接著生長一層GaAs蓋帽層。GaAs接觸層為外延最外層，在做η電極前先要蝕刻一部分GaAs以露出新鮮的GaAs表面，保證金屬電極與 GaAs接觸的黏附性和歐姆接觸性質。所以GaAs —般生長比較厚，大于0. 5微米；另外，蝕刻GaAs接觸層，會使表面較為不平，粗糙，影響光電轉化效率。
發明內容
針對現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種太陽能電池的制作方法。本發明解決上述問題的上述問題的技術方案為一種太陽能電池的制作方法，其包括提供一生長襯底；在所述生長襯底上層疊半導體材料層序列，其依次包括III- V族化合物太陽能電池材料層、接觸層和犧牲層；采用濕法蝕刻法完全蝕刻犧牲層，蝕刻停止在接觸層的表面，露出接觸層的表面；在接觸層表面上蒸鍍一第一電極，定義電極圖形，蝕刻掉電極之外的接觸層；制作一第二電極。本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。此外，附圖數據是描述概要，不是按比例繪制。圖1 圖2為III-V族太陽能電池的一種傳統的制作工藝的示意圖。圖3 圖7為本發明優選實施例的一種太陽能電池的制作過程的示意圖。圖中部件符號說明
01 生長襯底；02 太陽能電池材料層；
03 =GaAs接觸層；04 第一電極；
05 =GaInP犧牲層；06 減反射膜。
具體實施例方式下面結合附圖和優選實施例對本發明做進一步說明。需要說明的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。一種太陽能電池的制作方法，其包括如下步驟
首先，如圖3所示，選擇一生長襯底01，進入MOCVD系統中，在該生長襯底01的表面上外延生長III - V族化合物太陽能電池材料層02、接觸層03和犧牲層05。生長襯底優選為鍺(Ge)，但也可以為砷化鎵(GaAs)或其它合適的材料。III- V族化合物太陽能電池可為單結或多結太陽能電池。單結電池其電池材料層 02可為由砷化鎵(GaAs)、磷化銦鎵(GaInP)、砷化銦鎵(GaInAs)、磷砷化銦鎵(GahAsP)或任何其它合適的III-V族化合物形成。多結太陽能電池的材料層02可由周期表中所列舉的III V族元素的符合晶格常數和能帶隙要求的任何合適組合形成，各子電池間通過遂穿結連結。接觸層03為蓋帽層，實現與電極的良好的歐姆接觸，材料可為As，厚度在 50 150nm間。犧牲層05用于保護接觸層，其厚度可為100 lOOOnm，其材料根據接觸層的材料進行選擇，實現選擇性蝕刻掉犧牲層，停止在接觸層表面。在本優選實施中，選擇fe^nP/feilnAs/Ge多結太陽能電池作為III - V族化合物太陽能電池，選擇砷化鎵(GaAs)作為接觸層03，磷化銦鎵(fe^nP)作為犧牲層05。GaAs接觸層03的厚度為lOOnm，GaInP接觸層05的厚度為500nm。下一步，如圖4所示，采用濕法蝕刻法完全蝕刻犧牲層05，蝕刻停止在接觸層03的表面，露出接觸層03的表面。蝕刻液的選擇應是針對犧牲層進行蝕刻，而無法蝕刻接觸層。 在本優選實施中，采用HCl蝕刻feilnP接觸層05，停止在GaAs接觸層03的表面。下一步，如圖5 圖6，先在上一步驟中露出的接觸層03的表面上蒸鍍一層AuGe 作為第一電極04，接著定義電極圖形，采用光罩、蝕刻去除電極之外的接觸層，露出太陽能電池材料層02的部分表面。在本優選實施中，可采用檸檬酸和雙氧水的混合液進行選擇性蝕刻GaAs接觸層03。下一步，如圖6所示，在露出的太陽能電池材料層02的表面上蒸鍍一減反射膜06。 其具體方法如下先在在露出的太陽能電池材料層02的表面和第一電極04的表面上蒸鍍一層減反射膜，接著用光刻膠蓋住電極外的部分，用濃氫氟酸溶液蝕刻電極上方的減反射膜，最后去掉光刻膠。最后，根據具體III- V族化合物太陽能電池的結構，制作第二電極。
在本實施例中，生長完III- V族化合物太陽能電池材料層后，緊接著生長一層 GaAs蓋帽層，在該GaAs蓋帽層上生長一層(ialnP犧牲層，在做第一電極前濕法蝕刻掉犧牲層fe^nP，停止在GaAs層表面，因為該蝕刻feilnP的溶液不會蝕刻GaAs層，所以GaAs接觸層可以保持原子級的平整度，提高光電轉化效率。另外，因為GaAs接觸層會吸光，所以在做完第一電極后需要把GaAs接觸層去除掉，而本發明中由于有GaInP犧牲層的保護，GaAs接觸層可以生長得很薄，使得在去除GaAs 接觸層時，側向蝕刻較小，在保證第一電極的可靠性的同時，使得AuGe線寬可以做得更小， 減少遮光面積，提高光電轉化效率。
權利要求
1.一種太陽能電池的制作方法，其包括如下步驟 提供一生長襯底；在所述生長襯底上層疊半導體材料層序列，其依次包括III - V族化合物太陽能電池材料層、接觸層和犧牲層；采用濕法蝕刻法完全蝕刻犧牲層，蝕刻停止在接觸層的表面，露出接觸層的表面； 在接觸層表面上蒸鍍一第一電極，定義電極圖形，蝕刻掉電極之外的接觸層； 制作第二電極。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述太陽能電池為單結太陽能電池或多結太陽能電池。
3.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述III- V族化合物太陽能電池為fe^nP/feilnAsAie三結太陽能電池。
4.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述襯底的材料為Ge 或者GaAs0
5.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述接觸層的材料為 GaAs0
6.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述接觸層的厚度為 50 150nmo
7.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述犧牲層的材料為 GaInP0
8.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于所述犧牲層的厚度為 100 1000nm。
9.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，還包括在被蝕刻掉接觸層的太陽能電池材料層表面上蒸鍍一減反射膜。
10.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于采用HCl蝕刻犧牲層。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能電池的制作方法，其在生長完太陽能電池材料層后，緊接著生長一層GaAs蓋帽層，在該GaAs蓋帽層上生長一層GaInP犧牲層，在做第一電極前濕法蝕刻掉犧牲層GaInP，停止在GaAs層表面，因為該蝕刻GaInP的溶液不會蝕刻GaAs層，所以GaAs接觸層可以保持原子級的平整度，提高光電轉化效率。
文檔編號H01L31/18GK102244151SQ20111022352
公開日2011年11月16日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者吳志強, 林素慧, 梁兆暄, 洪靈愿 申請人:廈門市三安光電科技有限公司