本发明属于太阳电池技术领域,特别是涉及一种砷化镓太阳电池钝化边缘的方法。
背景技术:
目前,砷化镓太阳能电池凭借其高光电转换效率、高可靠性已成为了倍受青睐的新一代高性能长寿命空间用电源。90%以上空间用太阳电池组件采用砷化镓太阳电池。砷化镓太阳能电池已成为太阳能电池领域的应用与研究的热点。
砷化镓太阳电池边缘存在边缘复合,影响电子和空穴在上下电极的收集,进而影响太阳电池的电性能。目前多采用硫化物钝化边缘的方法减少少子符合。目前常用的砷化镓电极体系为Au-Ge-Ag体系,但硫化物对银电极有一定的氧化性,电极体系选用不合理会导致电极被氧化进而使电性能下降,另外获得钝化边缘工艺方法不合理使得工艺过程可操作性差,甚至会造成性能下降等技术问题。
技术实现要素:
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种砷化镓太阳电池钝化边缘的方法。
本发明解决了背景技术存在的反向漏电流大的技术问题,提供了一种合理且易于操作的工艺方法和新的电极金属体系。
本发明工艺技术路线:
1.采用光刻技术得到上电极图形;
2.采用镀膜机进行Au-Ge-Ni-Au金属电极蒸镀;
3.采套刻技术得到隔离槽图形;
4.采用腐蚀液腐蚀隔离槽或机械划割隔离槽两种方法获得钝化边缘。
本发明的目的是提供一种具有工艺简单,易于操作,安全稳定,有效提高电极的可焊性和牢固度等特点的砷化镓太阳电池钝化边缘的方法。
本发明砷化镓太阳电池钝化边缘的方法所采取的技术方案是:
一种砷化镓太阳电池钝化边缘的方法,其特点是:砷化镓太阳电池获提钝化边缘包括以下工艺步骤:
(1)光刻上电极图形
采用自动涂胶机在外延片进光面涂光刻胶,然后采用光刻机对涂胶面进行曝光,曝光时间为8s-10s,再将光刻好的外延片放入显影液中显影60s-90s,待显影完全后用清洗机冲洗6-8次,最后用甩干机甩干或氮气吹干;
(2)蒸镀上电极
将外延片光刻面朝下即朝向蒸发源装入镀膜机中,蒸镀顺序和各层金属厚度为Au、50nm;Ge、100nm;Ni、2μm;Au、50nm;抽真空运行程序;然后将蒸镀好上电极的外延片放入丙酮中浸泡,取出后采用自动去胶机去胶,光刻胶去除干净后,采用自动清洗机冲洗6-8次,再用甩干机甩干,完成去掉光刻胶的过程;
(3)套刻隔离槽
采用自动涂胶机在外延片进光面涂光刻胶,自动涂胶机热板温度设置范围为70℃-80℃,然后采用光刻机对准套刻标记,对涂胶面进行曝光,曝光时间为8s-10s,再将光刻好的外延片放入显影液中显影60s-90s,待显影完全后用清洗机冲洗6-8次;最后用甩干机甩干或氮气吹干;
(4)获得钝化边缘
腐蚀隔离槽:配置腐蚀液,将光刻完隔离槽的外延片浸入腐蚀液中,不断上下抖动,腐蚀时间为0.5-1.5min;采用自动清洗机冲洗8-10次,然后采甩干;
机械切割隔离槽:将光刻好隔离槽的外延片放置在自动划片机的吸盘上,选用宽划片刀进行划片,划片刀速为10mm/s,划片深度为20μm;得到隔离槽。
至此完成上电极体系为Au-Ge-Ni-Au的砷化镓太阳电池由腐蚀隔离槽或机械切割隔离槽获得钝化边缘的过程。
本发明砷化镓太阳电池钝化边缘的方法还可以采取如下技术方案:
所述的砷化镓太阳电池钝化边缘的方法,其特点是:配置腐蚀液为HNO3:HCl=1:3。
所述的砷化镓太阳电池钝化边缘的方法,其特点是:自动涂胶机在外延片进光面涂光刻胶时,自动涂胶机热板温度为70℃-80℃,烘烤0.8-1.5min。
本发明具有的优点和积极效果是:
砷化镓太阳电池钝化边缘的方法由于采用了本发明全新的技术方案,与现有技术相比,本发明本发明具有以下特点:
1.采用Au-Ge-Ni-Au作为上电极金属体系,该体系能与电池半导体材料形成良好的欧姆接触,并有效提高了电极的可焊性和牢固度,同时不会被硫化物氧化。
2.本发明采用套刻腐蚀隔离槽或机械划槽方法得到需要钝化的边缘,这两种方法易于操作,且可以实现自动化。
附图说明
图1是本发明上电极栅线图形光刻版图;
图2是本发明边缘钝化电池结构示意图;
图3是本发明套刻标记示意图;
图4是本发明隔离槽光刻版图。
图中,1-上电极,2-隔离槽,3-外延片。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并结合附图详细说明如下:
参阅附图1、图2、图3和图4。
实施例1
本发明砷化镓太阳电池钝化边缘的方法,包括以下工艺过程:
步骤1、光刻上电极图形
采用自动涂胶机在外延片进光面涂光刻胶,自动涂胶机热板温度设置范围为70℃-80℃,烘烤1min。然后采用光刻机对涂胶面进行曝光,曝光时间为8s-10s,光刻版图形如图1所示。再将光刻好的外延片放入显影液中显影60s-90s,待显影完全后用清洗机冲洗6-8次。最后用甩干机甩干或氮气吹干。此时外延片进光面图形如图1所示。
步骤2、蒸镀上电极
将外延片光刻面朝下即朝向蒸发源装入镀膜机中,设置蒸镀程序,蒸镀顺序和各层金属厚度为:Au,50nm;Ge,100nm;Ni,2μm;Au,50nm。抽真空运行程序。完成如图2中上电极1的制作过程。然后将蒸镀好上电极的外延片放入丙酮中浸泡20min,取出后采用自动去胶机去胶,光刻胶去除干净后,采用自动清洗机冲洗6-8次,再用甩干机甩干,完成去掉光刻胶的过程。于是形成图形如图1所示上电极栅线图形。
步骤3、套刻隔离槽
采用自动涂胶机在外延片进光面涂光刻胶,自动涂胶机热板温度设置范围为70℃-80℃,烘烤1min。然后采用光刻机对准套刻标记如图3所示,对准后对涂胶面进行曝光,曝光时间为8s-10s,光刻版图形如图4所示。再将光刻好的外延片放入显影液中显影60s-90s,待显影完全后用清洗机冲洗6-8次。最后用甩干机甩干或氮气吹干。此时外延片进光面图形如图4所示。
步骤4、获得钝化边缘
方法一:腐蚀隔离槽
配置腐蚀液,HNO3:HCl=1:3。将光刻完隔离槽的外延片浸入腐蚀液中,不断上下抖动,腐蚀时间为1min。采用自动清洗机冲洗8-10次,然后采用甩干机甩干;得到隔离槽。
方法二:机械切割隔离槽
将光刻好隔离槽的外延片放置在自动划片机的吸盘上,选用宽划片刀进行划片,划片刀速为10mm/s,划片深度为20μm,得到隔离槽。
至此完成上电极体系为Au-Ge-Ni-Au的砷化镓太阳电池由腐蚀隔离槽和机械切割隔离槽两种方法获得钝化边缘的过程。
本实施例具有所述的工艺简单,易于操作,安全稳定,有效提高电极的可焊性和牢固度等积极效果。