序将一个单元的上电极与一邻近单元的下电极连接，最后制成由几个单元串联的两端的光伏电池器件。
[0048]本发明背电极技术的激光光伏电池及其制备工艺以半绝缘GaAs作为衬底，该电池通过刻蚀衬底露出P型导电层以制备电极，通过作好适当电极图形的电绝缘热沉实现几个单元电池的串联连接，实现每个电池元件有几伏的输出电压，从而获得高效的激光电池。
[0049]以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0050]参阅图1-5，激光光伏电池的制作工艺包括下列步骤:
[0051 ] 应用MOCVD或MBE方法生长背电极技术的激光光伏电池
[0052]1、采用半绝缘GaAs衬底01，厚度在200至500 μ m左右，作为衬底生长GaAs激光光伏电池结构材料；
[0053]2、进入MOCVD或MBE生长室，先生长一层5-lOOnm的GaAs缓冲层02，再生长一层5-100nm的AlAs腐蚀阻挡层03 ；
[0054]3、在上述腐蚀阻挡层03上生长P型掺杂浓度I X 118CnT3以上的GaAs导电层04，并在该P型GaAs导电层04上生长掺杂浓度IX 118CnT3以上的P型AlGaAs或(Al)GaInP势垒层05，作为GaAs电池的背场层；
[0055]4、在势垒层05上生长2500-3500nm的P型掺杂浓度为I X 1017-4 X 118CnT3的GaAs吸收层06 ;再生长100-600nm的N型的掺杂浓度为5 X 116-1 X 118CnT3的GaAs吸收层07，形成一个PN结；
[0056]5、在GaAs吸收层07上生长1000_3000nm的掺杂浓度IX 118CnT3以上的N型的AlxGa1^As (x 彡 0.2)或 Gaa51Ina49P 窗口层 08 ;
[0057]6、在窗口层08上生长100-300nm的掺杂浓度5X 1018cm_3以上的N型的GaAs接触层09，用来做欧姆接触，至此制得光伏电池基体10，参图1所示；
[0058]7、在光伏电池基体上通过干法或湿法刻蚀依次刻蚀N型接触层09、N型窗口层08、N结吸收层07、P型吸收层06、P型势垒层05、P型导电层04、腐蚀阻挡层03、GaAs缓冲层
02、直至半绝缘GaAs衬底01，再通过填胶或氧化硅等电绝缘材料形成隔离槽11，参图2所示；
[0059]8、通过电子束蒸发、热蒸发或磁控派射等方式制备AuGe / Ni / Au=35 /10 / 10nm, Ag=I μ m和Au=10nm金属材料的上电极12形成欧姆接触，并对其进行Au=200-1000nm的金属电极加厚；
[0060]9、利用干法或湿法依次腐蚀衬底01、缓冲层02和腐蚀阻挡层03，直至露出导电层04，形成正电极窗口 13 ；
[0061]10、通过电子束蒸发、热蒸发或磁控派射等方式制备Pd / Zn / Pd / Au=5 / 10 /20 / 200nm, Ag=I μ m和Au=10nm金属材料的下电极14形成欧姆接触,参图3所示；
[0062]11、通过湿法刻蚀将除金属上电极12下面以外的接触层09去除；
[0063]12、通过化学气相淀积技术或镀膜机制备减反射层，减反射层应用ZnSe / MgF或T12 / S12等减反射材料；
[0064]13、通过将电池背部下电极14与电绝缘热沉上的相应正电极15对准键合，再按一定的次序将一个单元的上电极12与一邻近单元所键合的电绝缘热沉上的相应负电极16连接，形成六个电池串联的两端器件，参图4和图5所示。
[0065]本发明的激光电池通过几个电池单元串联以获得所需的输出电压，其中GaAs电池的开路电压约为IV，这样每个电池元件有几个单元串联就有约几伏的输出电压(如6V)。激光电池生长在半绝缘GaAs衬底上以便在随后的电池加工工艺中实现每个单元之间电学隔离，在衬底背面刻蚀欧姆接触窗口，通过在吸收层下方制作大面积欧姆接触，与传统激光光伏器件中从正面引出下电极的情形相比，由于避免了下电极接触层中电荷的长距离横向传输，减小了器件的串联电阻，提高了电池的性能。
[0066]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0067]以上所述仅是本申请的【具体实施方式】，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
【主权项】
1.一种激光光伏电池，其特征在于，包括半绝缘衬底以及依次形成于所述半绝缘衬底上的导电层、势垒层、PN结、窗口层和接触层，所述的接触层上形成有上电极，所述的半绝缘衬底沿竖直方向贯穿形成有下电极窗口，下电极窗口与导电层的底面接触，所述导电层暴露于所述下电极窗口内的底面上设有下电极。
2.根据权利要求1所述的激光光伏电池，其特征在于:所述的半绝缘衬底为GaAs衬 。
3.根据权利要求1所述的激光光伏电池，其特征在于:所述的下电极覆盖于所述导电层暴露于所述下电极窗口的底面。
4.根据权利要求1所述的激光光伏电池，其特征在于:所述的导电层为P型GaAs导电层；所述的势垒层为P型AlGaAs或(Al)GaInP势垒层；所述的PN结包括P型GaAs吸收层和N型GaAs吸收层；所述的窗口层为N型AlGaAs或(Al)GaInP窗口层；所述的接触层为N型GaAs接触层。
5.根据权利要求4所述的激光光伏电池，其特征在于:所述的半绝缘衬底和导电层之间还形成有AlAs腐蚀阻挡层。
6.根据权利要求5所述的激光光伏电池，其特征在于:所述AlAs腐蚀阻挡层和半绝缘衬底之间还形成有GaAs缓冲层。
7.权利要求1至6任一所述的激光光伏电池的制作方法，其特征在于，包括步骤: 51、在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层； 52、在GaAs缓冲层上生长AlAs腐蚀阻挡层； 53、在AlAs腐蚀阻挡层上生长P型掺杂浓度IXlO18cm_3以上的GaAs导电层，并在该P型GaAs导电层上生长掺杂浓度IX 118 cm_3以上的P型AlGaAs或(Al)GaInP势垒层； 54、在P型AlGaAs或(Al)GaInP势垒层上依次生长P型GaAs吸收层和N型GaAs吸收层形成PN结； 55、在PN结上生长掺杂浓度在IXlO18cm_3以上的N型窗口层，所述N型窗口层由AlxGa1^xAs (X 彡 0.2)或 Gaa51Ina49P 组成； 56、在上述N型窗口层上生长掺杂浓度在5X118 cm_3以上的N型GaAs接触层用作欧姆接触； 57、在由所述步骤SI至S6形成的光伏电池基体上加工形成隔离槽、制作上电极、在半绝缘衬底背面腐蚀下电极窗口、制作下电极，制得目标产品。
8.根据权利要求7所述的激光光伏电池的制作方法，其特征在于:所述的步骤S7中，依次刻蚀半绝缘衬底、GaAs缓冲层、AlAs腐蚀阻挡层，直至露出P型导电层形成下电极窗口，而后再经下电极窗口于P型导电层上制备下电极。
9.根据权利要求7所述的激光光伏电池的制作方法，其特征在于:所述的步骤S7中，采用将未分布在上电极下方的接触层去除，通过化学气相淀积技术或镀膜机制备ZnSe/MgF或Ti02/Si02减反射膜。
【专利摘要】本申请公开了一种激光光伏电池，包括半绝缘衬底以及依次形成于所述半绝缘衬底上的导电层、势垒层、PN结、窗口层和接触层，所述的接触层上形成有上电极，所述的半绝缘衬底沿竖直方向贯穿形成有下电极窗口，下电极窗口与导电层的底面接触，所述导电层暴露于所述下电极窗口内的底面上设有下电极。本发明还公开了一种激光光伏电池的制作方法。本发明在半绝缘衬底背面刻蚀下电极窗口，通过在吸收层下方制作大面积欧姆接触，与传统激光光伏器件中从正面引出下电极的情形相比，由于避免了下电极接触层中电荷的长距离横向传输，减小了器件的串联电阻，提高了电池的性能。<b />
【IPC分类】H01L31-0224, H01L31-18, H01L27-142
【公开号】CN104576772
【申请号】CN201310497211
【发明人】赵春雨, 董建荣, 于淑珍, 赵宇, 肖燕, 赵勇明, 李奎龙, 孙玉润, 曾徐路, 杨辉
【申请人】中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月21日