一种空间用砷化镓太阳电池下电极制造技术

本发明专利技术公开了一种空间用砷化镓太阳电池下电极，属于太阳电池技术领域，其特征在于，至少包括：位于电池背光面的镍层；所述镍层的厚度范围是20nm～150nm；位于镍层外表面的锗层；所述锗层的厚度范围是20nm～120nm；位于锗层外表面的银层；所述银层的厚度范围是2000nm～8000nm。8000nm。8000nm。

【技术实现步骤摘要】
一种空间用砷化镓太阳电池下电极


[0001]本专利技术属于太阳电池
，具体涉及一种空间用砷化镓太阳电池下电极。

技术介绍

[0002]现有的以三结砷化镓为代表的多结
Ⅲ‑Ⅴ
族太阳电池，往往是通过化学气相沉积在圆形锗衬底上生长PN结的。对于晶格匹配正向生长的三结砷化镓太阳电池其外延片的下表面(即制备成太阳电池后的背光的表面)为p型锗衬底。目前国内外普遍采用的是金锗银电极体系，但是随着航天产业商业化进程的推进，金作为贵金属在电极材料中的成本占比很高，因此需要寻求可靠性好，成本较低，易于获得的材料进行电极体系的调整。
[0003]空间环境下使用的太阳电池的金属电极在电池工作的过程中起到电流的收集和导出的作用，是太阳电池最重要的组成部分之一。空间用太阳电池的电极除了导电性要求外，更重要的是经过地面储存和空间环境高低温交变后，仍具有高的电流收集能力，并且电极和半导体间以及各金属层间结合力高，无脱皮、分层等现象。因此，空间用太阳电池的金属电极，需要在保证欧姆接触同时，确保其经地面储存和多年空间环境后仍具有很高的牢固度。
[0004]金属镍是一种常见金属，地球上含量较高，易于获得并且价格低廉，并且在很多的航天器零部件上均有应用。因此，采用镍代替金作为p型锗接触层金属材料是一种可行的电极低成本化思路。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种空间用砷化镓太阳电池下电极，能够满足空间应用的同时，降低了金属电极的材料成本，进而降低太阳电池的成本。
[0006]本专利技术的目的是提供一种空间用砷化镓太阳电池下电极，至少包括：
[0007]位于电池背光面的镍层；所述镍层的厚度范围是20nm～150nm；
[0008]位于镍层外表面的锗层；所述锗层的厚度范围是20nm～120nm；
[0009]位于锗层外表面的银层；所述银层的厚度范围是2000nm～8000nm。
[0010]优选地，所述镍层的厚度是20nm或80nm或150nm。
[0011]优选地，所述锗层的厚度是20nm或80nm或120nm。
[0012]优选地，所述银层的厚度是2000nm或3000nm或8000nm。
[0013]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0014]本专利技术利用金属镍替代了传统电极体系中的的金材料，能够实现电流收集的同时，牢固度满足空间使用要求，采用此电极后材料成本明显降低。
[0015]本专利技术电极采用的镍金属是工业上常用的金属材料，其低成本制备方法很多，可以进一步降低电池的工艺成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0018]如图1所示，本专利技术的技术方案为：
[0019]一种空间用砷化镓太阳电池下电极，金属镍与外延片背光面基底接触，金属银位于最外层。自上而下依次为：
[0020]位于电池1背光面的镍层2；所述镍层的厚度范围是20nm～150nm；
[0021]位于镍层外表面的锗层3；所述锗层的厚度范围是20nm～120nm；
[0022]位于锗层外表面的银层4；所述银层的厚度范围是2000nm～8000nm。
[0023]上述空间用砷化镓太阳电池下电极的成型工艺为：
[0024]1、电极制备
[0025]多层金属电极采用电子束真空蒸镀的方式，将外延片放在夹具上待蒸镀表面朝下放入真空室中。将金属放入真空设备的坩埚中熔化平整待用，蒸镀过程对衬底无需加热，设定镍锗银的厚度分别为80nm、80nm、3000nm。在气压达到1
×
10
‑3Pa以下时开始依次蒸镀。
[0026]2、烧结加固
[0027]将制备完金属电极的样品放入真空烧结炉或惰性气体保护的气氛炉中，在330℃下进行烧结加固30min。待冷却至100℃以下后取出。
[0028]三层金属电极设计：与外延片下电极材料p型锗接触层为镍，镍层厚度(20nm—150nm)，锗层厚度(20nm—120nm)，银层厚度(2000nm—8000nm)。其中金属层可以是由真空蒸镀法、电镀法、化学镀或者磁控溅射法制备。热处理温度可以是280℃
‑
380℃。
[0029]以上所述仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间用砷化镓太阳电池下电极，其特征在于，至少包括：位于电池背光面的镍层；所述镍层的厚度范围是20nm～150nm；位于镍层外表面的锗层；所述锗层的厚度范围是20nm～120nm；位于锗层外表面的银层；所述银层的厚度范围是2000nm～8000nm。2.根据权利要求1所述的空间用砷化镓太阳电池下电极，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，杜永超，肖志斌，铁剑锐，许军，
申请(专利权)人：天津恒电空间电源有限公司，
类型：发明
国别省市：