專利名稱：一種GaAs系太陽能電池的多層減反射膜的制作方法
技術領域：
本發明屬于太陽能制造技術領域，涉及GaAs系太陽能電池，具體地說，是一種 GaAs系太陽能電池的多層減反射膜。
背景技術：
早期的GaAs系太陽能電池由于成本過高的原因大多作為空間電源使用。隨著電池技術的進步和制作成本的下降，使得GaAs系太陽能電池也向民用靠攏。目前，聚光光伏的技術路線還沒有定型，基于GaAs系高效疊層太陽能電池的聚光光伏技術備受關注。GaAs 系高效疊層太陽能電池在概念上屬于第三代新型高效薄膜電池，其理論極限效率高達70%， 遠遠高于以晶硅電池為代表的第一代電池和以硅基薄膜、CdTe, CIGS電池等為代表的第二代薄膜電池，未來發展潛力巨大。在實驗室研究方面，GaAs系疊層電池的光電轉換效率已達到43. 5%。基于GaAs系疊層電池的巨大發展潛力，國際領先企業開始推出商品化GaAs系疊層電池，主要是用于聚光光伏發電系統。從技術特性的角度看，聚光光伏發電技術因其光電轉化效率高、預期綜合成本低、土地占用面積小等特點，是未來大規模建造大型光伏電站的理想技術。GaAs系太陽能電池的減反射膜(又稱抗反射涂層)因為電池片的結構設計和具體應用不同而采取不同的材料和設計。如果使用單層的減反射膜，即使選擇適當的減反射層厚度和折射率，也只能將某一特定波長的入射光發射降低到零。然而太陽光的光譜范圍包含各種不同波長，零反射條件的選擇只能針對某一波長，其波長的光反射會隨著與此特定波長的偏離的增大而增加。為了更好的提高減反射膜子不同波段的光學匹配度、同時考慮平衡鈍化和短波吸收之間的矛盾，雙層膜或者多層膜結構近年來逐漸成為研究熱點，并開始規模化應用于太陽能電池的生產當中。
發明內容
本發明的目的是在現有GaAs系太陽能電池的減反射膜技術基礎上進行研發，提供一種GaAs系太陽能電池的多層減反射膜，使得減反射效果達到GaAs系太陽能電池的最佳要求。為達到以上目的，根據太陽光波長的分布特征和GaAs系材料的吸收特點作為總體考慮，研發多層減反射膜技術，提高減反射膜不同波段的光學匹配度、平衡鈍化和短波吸收相互抑制關系，使得入射太陽光中的多個波長的反射均降低并盡量接近于零。在GaAs系太陽能電池片產業化生產中運用此技術，使得電池的正面反射率降低，最終達到提高電池效率的目的。本發明的技術方案如下
一種GaAs系太陽能電池的多層減反射膜，其特征在于所述多層減反射膜設置于GaAs 系太陽能電池的上面；所述多層減反射膜包括至少兩層減反射膜，由SiNx、MgF2、Ti0x、Al20x、 SiO2, ZnO薄膜中的兩種或兩種以上層疊形成。
所述多層減反射膜可以是TiOx和Al2Ox雙層膜結構，也可以是MgF2和ZnO雙層膜結構，也可以是SiN、TiO5^P SiO2S層膜結構，也可以是MgF2、ZnO和SiO2S層膜結構，或者更多層膜組合的結構。所述多層減反射膜厚度為5(Tl20nm，該疊層減反射膜的折射率為1. 8^2. 2。進一步的，所述多層減反射膜為透光膜。上述的GaAs系太陽能電池多層減反射膜是直接在窗口層上依次生長多層減反射膜的各子層薄膜，而在GaAs系多結電池制備中，則在頂電池窗口層上依次生長多層減反射膜的各子層薄膜。根據子層薄膜的性質需求，采用不同的沉積方式制備不同的高質量子層薄膜，堆疊的子層薄膜構成了 GaAs系太陽能電池的減反射膜。該薄膜是具有多層結構，總厚度為5(Tl20nm的透光薄膜，通過子層薄膜的材料選擇、厚度匹配形成光學梯度優化，具有良好的多波段減反射效果。多層減反射膜制備完成后再進行金屬電極的制備或下一步器件工藝流程，以完成新型GaAs系太陽能電池的制備。 從光學角度分析，對于GaAs系太陽能電池而言，減反射膜介于GaAs系材料和空氣之間，以單層減反射膜為例，假設減反射膜的折射率和厚度分別為h、Cl1, n0為空氣的折射率，Ii2SGaAs系材料的折射率，λ為減反射膜的中心波長。當4 H1Cl1=A時，反射率有最小值
權利要求
1.一種GaAs系太陽能電池的多層減反射膜，其特征在于所述多層減反射膜設置于 GaAs系太陽能電池的上面；所述多層減反射膜包括至少兩層減反射射膜，由SiNx、MgF2, TiOx、A120x、SiO2, ZnO薄膜中的兩種或兩種以上層疊形成。
2.根據權利要求1所述的多層減反射膜，其特征在于所述多層減反射膜是TiOx和 Al2Ox雙層膜結構，或者是MgF2和ZnO雙層膜結構，或者是SiNx、TiO5^P SiO2三層膜結構， 或者是MgF2、ZnO和SW2三層膜結構。
3.根據權利要求1或2所述的多層減反射膜，其特征在于所述多層減反射膜厚度為 5(Tl20nm，該疊層減反射膜的折射率為1. 8 2. 2。
4.根據權利要求3所述的多層減反射膜，其特征在于進一步的，所述多層減反射膜為透光膜。
全文摘要
本發明公開了一種GaAs系太陽能電池的多層減反射膜，包括至少兩層減反射膜，由SiNX、MgF2、TiOX、Al2OX、SiO2、ZnO薄膜中的兩種或兩種以上層疊形成；該多層減反射膜是利用PECVD，EBE等技術，在GaAs系太陽能電池窗口層或頂電池窗口層上生長SiNX、MgF2、TiOX、AlOX、SiO2、ZnO等薄膜，通過多層堆疊的方式，形成疊層減反射膜結構；通過子層薄膜的材料選擇、厚度匹配和光路設計，達到最佳的多波段減反射效果，在提高電池效率的同時兼顧抗紫外、抗老化、耐高溫的要求，是一種應用于GaAs系太陽能電池的理想減反射膜結構。
文檔編號H01L31/0216GK102496633SQ20111042323
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者侯澤榮, 廖雅琴, 張世勇, 張中偉, 張小賓, 李愿杰, 江瑜, 程鵬飛, 胡蘊成, 袁小武, 黃添懋 申請人:中國東方電氣集團有限公司