一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法技术

本发明专利技术公开一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法，通过电镀法或化学镀法制备镍层，通过蒸镀法或磁控溅射法制备锗层和部分银层，再通过电镀法进行银层加厚。制备镍锗银电极，其中镍层和锗层分别采用不同的制备方法，将电镀工艺和蒸镀工艺结合，最大程度降低了生产成本，同时保证了镍层的品质，避免真空蒸镀法中镍和坩埚套共熔的现象，还可以避免磁控溅射法中金属镍对其他腔体的污染的问题；另外本发明专利技术通过电镀工艺或化学镀制备镍层，最大限度的利用了金属材料，减少了金属材料的浪费；电镀工艺设备简单，维护成本低，规模化生产成本低，化学品的排放量很少；电镀可以批量同步生产，工时更短。工时更短。工时更短。

【技术实现步骤摘要】
一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法


[0001]本专利技术属于物理电源
，尤其是涉及一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法。

技术介绍

[0002]砷化镓太阳电池具有转换效率高、耐辐射性能好、高温工作效率高等特点，是目前国内航天工程中使用的效率最高的太阳电池。砷化镓太阳电池在长有PN结的外延片上、下表面分别制备上、下金属电极，电池在受光照工作过程中，产生的光电流经金属电极收集导出。因此，电极的好坏对电池电性能和可靠性起到非常重要的作用。
[0003]对于现有的空间用
Ⅲ‑Ⅴ
族单结或多结太阳电池，为满足空间使用要求金属电极往往采用真空蒸镀法制备，该方法制备的金属电极经验证满足空间使用要求。对于镍锗银金属电极，由于金属镍在蒸镀的过程中容易与坩埚套材料钼和钨等在低于镍熔点的温度下发生固溶，即坩埚套材料会溶到在通过电子束对金属镍加热融化的过程中就会形成镍和钨或镍和钼的合金从而影响金属的纯度，进而影响电极的可靠性。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法，通过电镀法或化学镀法制备镍层，通过蒸镀法或磁控溅射法制备锗层和银层。
[0006]优选地，蒸镀银层后，再进行电镀加厚银层。
[0007]优选地，通过蒸镀法或磁控溅射法制备30nm
‑
100nm锗层和50nm
‑
500nm银层。
[0008]优选地，在电镀镍之前，对电池受光面进行涂胶腐蚀。
[0009]优选地，具体步骤如下：
[0010]涂胶，对电池受光面进行涂胶；
[0011]腐蚀，对下电极待蒸镀表面进行腐蚀活化；
[0012]镍层制备，在外延片外侧通过电镀法或化学镀法制备镍层；
[0013]锗银层制备，在镍层外侧依次通过蒸镀法或磁控溅射法制备锗层和银层；
[0014]加厚银层制备，对电池下电极进行电镀加厚银层。
[0015]本专利技术具有的优点和积极效果是：制备镍锗银电极，其中镍层和锗银层分别采用不同的制备方法，将电镀工艺和蒸镀工艺结合，最大程度降低了生产成本，同时保证了镍层的品质，避免真空蒸镀法中镍和坩埚套共熔的现象，还可以避免磁控溅射法中金属镍对其他腔体的污染的问题；
[0016]另外本专利技术通过电镀工艺或化学镀制备镍层，最大限度的利用了金属材料，减少了金属材料的浪费；电镀工艺设备简单，维护成本低，规模化生产成本低，化学品的排放量很少；电镀可以批量同步生产，工时更短。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例下电极结构的示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的实施例做出说明。
[0019]本专利技术公开一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法，为了避免蒸镀法中坩埚套中的其他金属影响镍层的纯度，采用电镀法或化学镀法制备镍层，再通过蒸镀法或磁控溅射法制备锗层和银层，制备得到的电极结构如图1所示。电镀法是一种常见的金属薄膜的制备方法，电镀镍工艺在机械行业应用非常广泛，是一种非常成熟的低成本的金属膜制备工艺。本专利技术电镀法用于制备镍层，不仅能实现镍金属电极的高纯度制备，而且可以降低工艺成本，实现电池电极的低成本化。通过不同方法分层制备镍锗银电极各个金属层，最大限度保证各个金属层纯度，保证电池性能。在电镀镍之前，对电池受光面进行涂胶腐蚀；蒸镀银层后，再进行电镀加厚银层。
[0020]具体包括如下步骤：
[0021]涂胶，对电池受光面进行涂胶，涂胶后烘烤定型；
[0022]腐蚀，对下电极待蒸镀表面进行腐蚀活化，分为两步，腐蚀液a中对外延片进行腐蚀去底，用去离子水进行清洗后在酸性溶液b中进行浸泡活化；
[0023]镍层制备，在外延片外侧通过电镀法或化学镀法制备镍层；
[0024]锗银层制备，在镍层外侧依次通过蒸镀法或磁控溅射法制备锗层和保护锗层的部分银层，锗层为30nm
‑
100nm，银层为50nm
‑
500nm；
[0025]加厚银层制备，对上步骤制得的电池下电极进行银层加厚，采用电镀方式加厚银层，最终使得银层为3μm
‑
8μm。
[0026]采用电镀工艺和蒸镀工艺结合的方法，能够避免真空蒸镀法中镍和坩埚套共熔的现象，还可以避免磁控溅射法中金属镍对其他腔体的污染的问题；电镀工艺最大限度地利用了金属材料，其利用率接近100％，减少了金属材料的浪费，最大程度降低了生产成本。
[0027]下面结合附图对本专利技术方案做出说明，其中，未具体说明操作步骤的实验方法，均按照相应商品说明书进行，实施例中所用到的仪器、试剂、耗材如无特殊说明，均可从商业公司购买得到。
[0028]实施例1：
[0029]1涂胶：在电池受光面进行涂胶腐蚀
[0030]在500r/min
‑
1500r/min转速下涂胶匀胶；在95℃
‑
110℃下烘烤7分钟
‑
15分钟，进行定型；
[0031]在电池受光面进行涂胶腐蚀，将外延片放在烘箱中130
‑
150℃烘烤30分钟，光刻曝光20s
‑
30s；将外延片在95℃
‑
110℃下烘烤7分钟
‑
15分钟，再放入相应显影液中进行显影30s
‑
60s；
[0032]在硫酸双氧水混合液、盐酸、硫酸双氧水混合液和氢氟酸溶液中进行交替腐蚀，每种溶液腐蚀后进行冲水6次
‑
8次；最后在丙酮溶液中进行浸泡去胶。
[0033]2腐蚀：对下电极待蒸镀表面进行腐蚀活化
[0034]在硫酸双氧水混合液、盐酸、硫酸双氧水混合液和氢氟酸溶液中进行交替腐蚀去
底；用去离子水进行清洗；在稀硫酸溶液中浸泡5s
‑
15s进行活化；
[0035]3电镀镍：
[0036]电镀镍电极的过程包括：(1)将活化后的样品放置在电镀工装上，待电镀面朝外，电极引线与待电镀表面接触，将装置浸没在镍电镀液中；(2)将电源的阳极和阴极分别与镍板和电池工装引线相连；(3)打开电源开关开始电镀，电流密度在1A/dm2‑
10A/dm2电镀一定时长后达到20nm
‑
100nm镀层厚度后关闭电源，将样品取出冲洗干净后干燥；
[0037]4蒸镀锗银：
[0038]对电池下电极进行蒸镀锗银过程包括：(1)将样品装入真空镀膜机中，在真空度不低于5
×
10
‑4Pa情况下采用等离子体轰击待蒸镀表面，对表面进行清洁；(2)以0.5nm/s
‑
2nm/s的速率蒸镀80nm锗；(3)以0.5nm/s
‑
5nm/s的速率蒸镀300nm银(4)冷却5min，充氮气，取出样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法，其特征在于：通过电镀法或化学镀法制备镍层，通过蒸镀法或磁控溅射法制备锗层和银层。2.根据权利要求1所述的砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法，其特征在于：蒸镀银层后，再进行电镀加厚银层。3.根据权利要求1所述的砷化镓太阳电池镍锗银电极的制备方法，其特征在于：通过蒸镀法或磁控溅射法制备30nm
‑
100nm锗层和50nm
‑
500nm银层。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，肖志斌，杜永超，李晓东，许军，梁存宝，
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：