一种Ⅲ‑Ⅴ族太阳电池蒸镀减反射膜的实现方法与流程

本发明涉及物理电源技术领域，尤其涉及一种Ⅲ-Ⅴ族太阳电池蒸镀减反射膜的实现方法。

背景技术：

目前，以砷化镓为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳电池是现在空间上应用最为广泛的太阳电池。随着空间探索的不断深入，人们对通讯、导航等功能卫星容量的需求不断提高，将来的空间飞行器应具有更强的电力供应，携带更多的载荷。为满足空间型号对太阳电池阵高功率、低载荷的要求，提高电池阵的布片率，大尺寸薄型电池成为必然的发展趋势。

现有砷化镓电池生产工艺中，先进行划片，得到所需尺寸的太阳电池后，再进行腐蚀CAP层和蒸镀减反射膜工艺。但是，对于薄型大面积电池，即厚度低于150μm、面积大于32cm²的砷化镓太阳电池，仅在位于电池主栅线一侧的焊点位置进行固定，不能牢固的将产品固定在真空镀膜机中，容易造成产品移动，产生不合格品；增加固定点会引起电池上膜层缺口，影响产品外观，同时降低电池的转换效率。如果对工艺顺序进行调整，在圆片上直接蒸镀减反射膜之后进行划片，会发现由于后划片造成电池边缘外延层缺陷，引起微短路造成电池开路电压降低，光电转换效率下降。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种Ⅲ-Ⅴ族太阳电池蒸镀减反射膜的方法，尤其适合于有效解决薄型大尺寸电池的蒸镀减反射膜层且不影响电池性能的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种Ⅲ-Ⅴ族太阳电池蒸镀减反射膜的方法，该方法包括以下步骤，

一次划片步骤，使用第一刀具对电池板进行划片，各边划断过程中，保留电池板一边不做处理，保留边为非主栅线所在边，采用第二刀具对保留边进行浅刀切槽处理，形成宽槽；

腐蚀CAP层步骤，一次划片步骤后，将电池置于承载器中进行腐蚀CAP层，通过在腐蚀液中彻底腐蚀CAP层后，用去离子水清洗电池表面腐蚀液后，将电池表面干燥处理；

蒸镀减反射膜步骤，将腐蚀完CAP层的电池放置在高真空镀膜机的蒸镀盘上，完成减反射膜的蒸镀过程；

二次划片步骤，对蒸镀过减反射膜的电池进行划片处理，采用所述第一刀具在所述宽槽部位进行划断处理，除去预留的保留边得到需求尺寸的成品电池。

进一步的，所述第一刀具为普通生产工艺刀具，所述第二刀具宽于普通生进一步的，所述保留边为主栅线对边。

进一步的，所述腐蚀液为柠檬酸和双氧水混合溶液，所述柠檬酸和双氧水混合溶液的体积比为：2:1～10:1。

进一步的，所述干燥处理包括甩干或吹干。

进一步的，所述蒸镀减反射膜步骤包括在电池受光面先后蒸镀TiO₂和Al₂O₃膜层。

进一步的，所述蒸镀减反射膜的方法适用于Ⅲ-Ⅴ族化合物薄型大面积电池，所述电池厚度低于150μm，所述电池面积大于32cm²。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明采用宽刀划槽技术代替湿法腐蚀隔离槽，相较化学法生产工艺不受使用批次和生产环境的限制，稳定性更高。用物理法进行开槽，不需要对电池进行腐蚀冲洗，降低了产品的破损率，同时解决了薄型大尺寸电池蒸镀的实现问题。

2、本发明划槽宽度能够满足后面工艺中腐蚀清洗的需要，能够将腐蚀液完全去除干净。

3、本发明省略了光刻涂胶套刻过程，减少了人员需求节省了大量工时，提高了生产效率。

4、本发明减少了光刻胶和各种化学腐蚀液的用量，节约成本的同时减少了废液的排放。

附图说明

图1为本发明电池经过一次划片后效果图

图2为本发明蒸镀减反射膜固定方式示意图

图3为本发明宽刀划片和二次划片位置示意图

图中：

1、电池 2、保留边 3、宽槽

4、夹具 5、二次划开刀槽

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图所示，一种Ⅲ-Ⅴ族太阳电池蒸镀减反射膜的方法，该方法包括以下步骤，

一次划片步骤，使用普通生产工艺刀具对电池板1进行划片，各边划断过程中，保留电池板一边不做处理，保留边2为非主栅线所在边，采用宽于普通生产工艺刀具的刀具对保留边2进行浅刀切槽处理，形成宽槽3；

腐蚀CAP层步骤，一次划片步骤后，将电池置于承载器中进行腐蚀CAP层，通过在腐蚀液中彻底腐蚀CAP层后，用去离子水清洗电池表面腐蚀液后，将电池表面干燥处理；

蒸镀减反射膜步骤，将腐蚀完CAP层的电池放置在高真空镀膜机的蒸镀盘上，完成减反射膜的蒸镀过程；

二次划片步骤，对蒸镀过减反射膜的电池进行划片处理，采用普通生产工艺刀具在宽槽部位进行划断处理，除去预留的保留边2得到需求尺寸的成品电池。

如图1所示，将待划电池1放在划片机真空吸盘上通过夹具4固定，校准X轴Y轴和水平位置，按照所需尺寸进行划片，其中划片刀预留高度，即划片刀边缘到在载物台距离，足以使电池1能够掰下，用压缩空气吹去电池1上的水，解除真空状态，从吸盘上取下外延片，掰去电池除保留边2外的边角。将待划电池1重新放在真空吸盘上固定，校准X轴Y轴和水平位置，在保留边2的边界处用宽刀进行宽槽3划片，其中刀预留高度小于上次划片，足以划开有源层又保留一定机械强度。用压缩空气吹去电池1上的水，解除真空状态，从吸盘上取下外延片，放在置物盒中。

一次划片后，将电池1置于承载器中进行腐蚀CAP层，通过在新配置的配置柠檬酸双氧水体积比为：柠檬酸饱和溶液:双氧水＝2:1～10:1的腐蚀液中腐蚀CAP层至目视该层腐蚀干净，用去离子水清洗5-10次，甩干或吹干产品。

将腐蚀完CAP层的电池1放置在高真空镀膜机的蒸镀盘上，将TiO₂和Al₂O₃分别装入坩埚内，关闭高真空镀膜机的真空室门，对高真空镀膜机进行抽真空，在电池受光面先后蒸镀TiO₂膜层和Al₂O₃膜层，完成减反射膜TiO₂/Al₂O₃的蒸镀过程。在蒸镀过程中电池产品的固定方式如图2所示。

将蒸镀完减反射膜电池放在划片机真空吸盘上固定，校准X轴Y轴和水平位置。在宽刀划痕处进行窄刀第二次划片，出现二次划开刀槽5，其中划片刀预留高度与第一次窄刀划片相同，用压缩空气吹去电池上的水，解除真空状态，从吸盘上取下外延片，掰去电池除保留边2外的边角。

本发明还可以采用如下技术措施：

对划片前的电池进行套刻、显影在电池的边缘得到隔离槽光刻图形，再通过盐酸和硫酸双氧水或硝酸、氢溴酸等氧化性较强的酸，交替腐蚀在电池边缘得到腐蚀隔离槽，将电池部分有源层和边缘隔离开。对圆片整体进行腐蚀CAP层和蒸镀减反射膜。最后在隔离槽位置将电池划开。

通过上述方法制造的三结太阳电池的性能与减反射膜后划片电池相比开路电压明显提高。通过工艺调整可以解决大尺寸薄型电池的生产实现，有效提高电池效率。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明采用宽刀划槽技术代替湿法腐蚀隔离槽，相较化学法生产工艺不受使用批次和生产环境的限制，稳定性更高。用物理法进行开槽，不需要对电池进行腐蚀冲洗，降低了产品的破损率，同时解决了薄型大尺寸电池蒸镀的实现问题。

2、本发明划槽宽度能够满足后面工艺中腐蚀清洗的需要，能够将腐蚀液完全去除干净。

3、本发明省略了光刻涂胶套刻过程，减少了人员需求节省了大量工时，提高了生产效率。

4、本发明减少了光刻胶和各种化学腐蚀液的用量，节约成本的同时减少了废液的排放。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。