太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体电子器件技术领域，提供一种太阳能电池及其制备方法。太阳能电池至少包括：支撑衬底、外延活性层、钝化保护层、第一电极及第二电极。支撑衬底具有相对的第一表面和第二表面。外延活性层设于第一表面上。外延活性层朝向第一表面的表面具有因生长制程所形成的缺陷区。钝化保护层设于外延活性层上，且至少覆盖缺陷区。第一电极设于外延活性层上且远离支撑衬底，与外延活性层电性连接。第二电极设于支撑衬底的第二表面上,且与外延活性层电性连接。采用本发明专利技术中的太阳能电池结构，可以解决倒装生长的外延活性层中因缺陷区造成的点亮异常、局部漏电的问题，可有效提高太阳能电池的整体性能，如发光均匀性。如发光均匀性。如发光均匀性。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体电子器件
，特别涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]常规的太阳能电池中，外延活性层(或者外延叠层)的生长方式一般为正向生长，非单结结构中采用各结晶格匹配设计生长的外延片，各子电池的禁带宽度相差较大，这种生长方式所获得的电池结构对太阳光谱的利用率较低。为了提高太阳光谱的利用率，基于光谱匹配原则，采用外延活性层倒置生长晶格失配的工艺方法，能有效地减少空间用晶格匹配正向生长多结电池中各个子电池之间光电流失配产生的能量损失，大大提高了光电转换效率。
[0003]目前，倒置生长是空间高效多结太阳能电池的主要研究方向，然而在晶格失配时会降低外延活性层的质量，影响太阳能电池的光电转换效率。为减少晶格失配产生的外延活性层缺陷的影响，除了对外延活性层生长进行优化外，同时可在制备工艺中对太阳能电池结构进行优化。
[0004]倒装式外延活性层生长因位错密度大，外延活性层比正向的生长方式更容易产生缺陷。晶格失配的倒装太阳能电池中外延活性层的生长层表面会存在外延掉点等缺陷。当倒装外延活性层结构翻转制备太阳能电池时，这些掉点的存在会产生点亮异常、局部漏电等现象，进而影响太阳能电池的性能。在大尺寸的太阳能电池中，外延活性层的掉点使得太阳能电池局部发光过亮，极大地影响了太阳能电池的发光均匀性，因此，如何消除外延活性层的掉点缺陷，已成为本领域的技术人员员亟待解决的技术难题之一。

技术实现思路

[0005]为解决前述太阳能电池中外延活性层的掉点等表面缺陷对太阳能电池性能的不利影响，本专利技术提供了一种太阳能电池及其制备方法。
[0006]为达所述优点至少其中之一或其他优点，本专利技术的一实施例提供一种太阳能电池，其至少包括：支撑衬底，具有相对的第一表面和第二表面；外延活性层，设于支撑衬底的第一表面上，外延活性层朝向第一表面的表面具有因生长制程所形成的缺陷区；钝化保护层，设于外延活性层上，且至少覆盖外延活性层上的缺陷区；第一电极，设于外延活性层上且远离支撑衬底；以及第二电极，设于支撑衬底的第二表面上。
[0007]在一些实施例中，支撑衬底可以为柔性衬底，如可伐合金、PI(聚酰亚胺)膜。
[0008]在一些实施例中，外延活性层采用倒装生长的方式制成。外延活性层可以为单结子电池、双结子电池、或者多结子电池。子电池的层结数量可依据太阳能电池的实际功能需求进行匹配设置。
[0009]在一些实施例中，第一电极可由Pad和栅线组成。钝化保护层仅设在栅线对应的下方，Pad的下方不设有钝化保护层。
[0010]在一些实施例中，单个或单颗太阳能电池中，钝化保护层与外延活性层的边缘之
间的间距为不小于5微米，在制程过程中，可以避免设有多个太阳能电池的晶圆(wafer)在切割时所引起的晶圆的边缘处外延活性层的脱落异常，提升良率。
[0011]在一些实施例中，钝化保护层的形成方法可以为PECVD沉积、离子磁控溅射、或者电子束蒸发。
[0012]在一些实施例中，钝化保护层的材质至少为氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅中的一种。
[0013]在一些实施例中，钝化保护层为单层膜或者多层膜结构。钝化保护层的厚度为大于等于100纳米、小于等于1000纳米。
[0014]为达所述优点至少其中之一或其他优点，本专利技术的一实施例提供一种太阳能电池的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤。
[0015]步骤S11：外延活性层生长
[0016]在一衬底上生长截止层，采用MOCVD倒置生长技术在截止层上生长外延活性层，以形成太阳能电池外延片。
[0017]步骤S12：钝化保护层制备
[0018]外延活性层远离衬底的表面具有因生长时晶格失配所形成的缺陷区。通过PECVD沉积或者电子束蒸发方式在外延活性层上制备钝化保护层，通过光刻、蚀刻工艺使得钝化保护层至少覆盖缺陷区。一般地，在外延活性层上主要是在具有缺陷区的对应位置处设有钝化保护层。钝化保护层的总面积远小于其所对应的外延活性层表面的面积。
[0019]步骤S13：键合
[0020]在一支撑衬底的表面和外延活性层设有钝化保护层的表面上分别蒸镀键合层，外延活性层通过键合层键合至支撑衬底。
[0021]步骤S14：衬底剥离
[0022]采用化学溶液进行蚀刻，以去除衬底和截止层，将倒装生长的外延活性层翻转至支撑衬底上，实现衬底剥离及外延活性层的转移。
[0023]步骤S15：制作电极(切割/划片)
[0024]在外延活性层上制作第一电极光刻图形，进行第一电极金属蒸镀、剥离以形成第一电极。在支撑衬底远离键合层的表面进行第二电极金属蒸镀以形成第二电极，熔合、切割、钝化处理进而获得单颗或单片的太阳能电池。
[0025]在第一电极制成后，还可在外延活性层中设有第一电极的表面蒸镀减反射膜，以提高太阳能电池对光谱的吸收。
[0026]本专利技术提供的一种太阳能电池及其制备方法，至少具有以下优点：
[0027]1、可有效避免外延活性层的表面因生长掉点产生的缺陷区导致太阳能电池部分区域点亮异常、局部漏电，从而有效提高太阳能电池的整体性能，如发光均匀性。
[0028]2、外延活性层采用倒装生长方式，外延生长所产生的缺陷区分布在外延活性区生长末层表面的局部区域，进而在外延活性层的局部表面设有钝化保护层以覆盖缺陷区，此种设置可提升外延活性层与支撑衬底相键合时的牢固性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术中太阳能电池一实施例某一缺陷区的侧面剖视结构示意图；
[0031]图2为图1所示太阳能电池一俯视结构的示意图；
[0032]图3为图1所示太阳能电池的制备方法流程图；以及
[0033]图4a至4d为依据图3所示制备方法一实施例的工艺过程示意图。
[0034]附图标记：1
‑
太阳能电池、00
‑
衬底、01
‑
截止层、10
‑
支撑衬底、10a
‑
第一表面、10b
‑
第二表面、11
‑
键合层、20
‑
外延活性层、21
‑
接触层、22
‑
顶电池、23
‑
第一遂穿结、24
‑
中电池、25
‑
第二遂穿结、26
‑
缓冲层、27
‑
底电池、28
‑
缺陷区、30
‑
钝化保护层、40
‑
减反射膜、50
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：支撑衬底，具有相对的第一表面和第二表面；外延活性层，设于所述第一表面上，所述外延活性层朝向所述第一表面的表面具有因生长制程所形成的缺陷区；钝化保护层，设于所述外延活性层上，且至少覆盖所述缺陷区；第一电极，设于所述外延活性层上且远离所述支撑衬底；以及第二电极，设于所述支撑衬底的所述第二表面上。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述支撑衬底为柔性衬底。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述外延活性层为双结子电池或多结子电池；所述外延活性层的生成方式为倒装生长。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述第一电极由Pad和栅线组成，所述钝化保护层仅设在所述栅线对应的下方，所述Pad的下方不设有所述钝化保护层。5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述钝化保护层与所述外延活性层的边缘之间的间距为大于等于5微米。6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述钝化保护层为单层膜或者多层膜结构，所述钝化保护层的厚度为大于等于100纳米、小于等于1000纳米。7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述钝化保护层的材质至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶玲玲，宋明辉，魏成泰，牛秋艳，孙学民，李彦博，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：