一种纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法与流程

文档序号:25704687发布日期:2021-07-02 13:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1:对外延片进行背电极制作、正面焊点图形制作和活化处理得到活化外延片;

s2:将聚苯乙烯纳米球分散剂采用450倍-550倍的水稀释后,加入水质量的3%-5%的十二烷基磺酸钠,在温度为20℃-30℃,湿度为40%-60%下静置4h-6h,使得聚苯乙烯纳米球在溶液表面形成紧密的单分子膜层,得到聚苯乙烯纳米球混合液;

s3:将s1的活化外延片从一侧缓慢沉入s2制备的聚苯乙烯纳米球混合液中,使得外延片表面从单分子膜层下方缓慢经过,将聚苯乙烯纳米球转移到外延片表面;

s4:将附着有聚苯乙烯纳米球的外延片表面自然干燥,形成紧密排列的聚苯乙烯纳米球模板;

s5:将s4干燥后的外延片在115℃-125℃下,氮气环境中,加热25min-35min,至外延片表面的小球直径缩小为原来的80%-85%,形成网状结构;

s6:利用电子束蒸发的方式,在外延片表面沉积2μm-3μm的ag,在丙酮溶液中超声使得聚苯乙烯纳米球和外延片分离,在分离的同时带走蒸镀在聚苯乙烯纳米球上的正极金属,留下的金属形成网格状电极;

s7:使用退火炉对外延片进行退火,使用金刚石切割机进行划片切割,形成单体电池。

2.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,s1所述外延片的制备方法为:在ge基板上,采用金属有机气相沉积方式依次外延生长制作出ge电池、gaas电池与ingap电池。

3.根据权利要求2所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,各个子电池之间,以隧穿结进行连接,隧穿结为gaas同质隧穿结或者algaas/gainp异质隧穿结,在结尾处,生长300nm-500nm的n型gaas,作为欧姆接触层。

4.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,s1所述制作背电极的方法为:对电池外延片的的背面进行清洗后蒸镀背电极,背电极含有金属pd;

所述清洗的方法为:在外延片的正面采用等离子增强化学气相沉积方式沉积厚度为200nm-500nm的sio2层,采用的沉积温度为200℃;然后在sio2层上采用旋涂法涂覆液态聚酰亚胺,涂覆完成后在450℃和n2环境中固化60min形成聚酰亚胺薄膜对外延片正面进行保护,然后采用硝酸、氢氟酸和醋酸的混合酸液对外延片背面腐蚀5min,使用去离子水冲洗干净混合酸液。

5.根据权利要求4所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,所述硝酸、所述氢氟酸和所述醋酸的体积之比为2:1:7或1:1:6,其中硝酸的质量浓度为65%-85%;氢氟酸质量浓度为40%,醋酸质量浓度为85%。

6.根据权利要求4所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,所述蒸镀背电极的方法为:使用电子束蒸发的方式,蒸镀背面电极,背电极的材料为pdagau或者pdag。

7.根据权利要求1所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,s1所述正面焊点图形制作之前包括对外延片正面进行清洗。

8.根据权利要求7所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,所述正面进行清洗的方法为:使用手术刀片将正极表面的聚酰亚胺薄膜划出沟道,使用10%的hf水溶液,对正极表面进行浸泡去除聚酰亚胺薄膜,然后将电池外延片依次在丙酮超声5min、异丙醇超声5min,最后在110℃下氮气氛围中烘15min即得。

9.根据权利要求1或8所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,s1所述正面焊点图形制作的方法为:采用负胶曝光出特定图形后进行金属电极蒸镀,蒸镀完成后浸泡丙酮溶液,剥离出电极图形。

10.根据权利要求9所述一种具有纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,其特征在于,所述金属电极蒸镀为依次蒸镀auge、au、ag和au,蒸镀厚度分别为150nm、50nm、3500nm和100nm。


技术总结
本发明涉及一种纳米网状表面电极的三结砷化镓太阳电池的制备方法,属于太阳能电池技术领域。本发明利用聚苯乙烯纳米球来制作周期型结构,在微球间隙填充进金属,最后形成周期性纳米结构的整面网状电极,来代替传统的梳状电极,能够减少电池表面电极遮光比,提高电流收集效率。

技术研发人员:李俊承;米万里;吴洪清;徐培强;白继锋;潘彬;王向武
受保护的技术使用者:南昌凯迅光电有限公司
技术研发日:2021.06.03
技术公布日:2021.07.02
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