一種量子點五結(jié)太陽能電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種量子點五結(jié)太陽能電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于傳統(tǒng)能源的過度濫用對生態(tài)環(huán)境已經(jīng)造成了嚴重的破壞，而人們的環(huán)保意識也越來越強烈。與此同時，人們就需要尋求更加清潔的新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，以降低傳統(tǒng)能源所產(chǎn)生的尾氣對大氣等的污染程度。
[0003]由于太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，所以現(xiàn)在對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予了高度重視。這便需要進行太陽電池的制造，使其工業(yè)化。工業(yè)化生產(chǎn)需要考慮生產(chǎn)成本等問題。尤其是為了更加充分的利用各個波段范圍的太陽輻射能，所以需要設(shè)計一套生產(chǎn)多結(jié)級聯(lián)太陽能電池的方法。傳統(tǒng)的制備方法是采用MOCVD(Metal-organic ChemicalVapor Deposit1n)進行級聯(lián)太陽能電池中各個功能層鍍膜工序。然而，若是級聯(lián)太陽能電池中所含單個電池的結(jié)數(shù)較多，每結(jié)太陽能電池連接界面之間的缺陷就會增加，從而影響電子和空穴在級聯(lián)太陽能電池中的傳輸。
[0004]由此可見，如何研宄出一種多結(jié)太陽能電池的制備方法，能夠降低單結(jié)太陽能電池連接界面之間的缺陷數(shù)量，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種能夠降低單結(jié)太陽能電池連接界面之間缺陷數(shù)量的量子點五結(jié)太陽能電池及其制備方法。
[0006]本發(fā)明涉及一種制備所述量子點五結(jié)太陽能電池的方法，主要包括以下步驟:
[0007](a)通過MOCVD外延正向生長InP兩結(jié)太陽能電池；
[0008](b)通過MOCVD外延反向生長GaAs三結(jié)太陽能電池；
[0009](c)通過半導(dǎo)體直接鍵合工藝實現(xiàn)所述InP兩結(jié)太陽能電池和所述GaAs三結(jié)太陽能電池的鍵合；
[0010](d)通過選擇性腐蝕工藝完成犧牲層的剝離，得到所述量子點五結(jié)太陽能電池。
[0011]進一步地，步驟(a)中所述InP兩結(jié)太陽能電池，依次在
[0012]InP襯底上外延正向生長厚度0.1-0.3μηι的InP緩沖層、第五結(jié)InxGahAs電池、第四隧穿結(jié)、第四結(jié)InxGahAsyP^電池和厚度10-1OOOnm的InP鍵合接觸層。
[0013]進一步地，步驟(b)中所述的GaAs三結(jié)太陽能電池，依次在
[0014]GaAs襯底上外延反向生長厚度0.1-0.3 μπι的GaAs緩沖層、厚度0.1-0.3 μπι的GaInP腐蝕阻擋層、厚度100_500nm的η型摻雜GaAs帽層、第一結(jié)AlxGahIna5P電池、第一隧穿結(jié)、第二結(jié)AlxGahAs電池、第二隧穿結(jié)、厚度30-200nm的第三結(jié)GaAs電池的窗口層、厚度50-200nm的第三結(jié)GaAs電池的發(fā)射層、厚度20_100nm的量子點浸潤層、量子點復(fù)合層、厚度2000-4000nm的第三結(jié)GaAs電池的基區(qū)層、第三隧穿結(jié)、厚度10-1OOOnm的GaAs鍵合接觸層；
[0015]進一步地，所述犧牲層為所述GaAs襯底、所述GaAs緩沖層和所述GaInP腐蝕阻擋層，所述量子點浸潤層具有規(guī)整且均勻分布的圖形。
[0016]進一步地，步驟(C)中包括以下步驟:
[0017]將所述InP鍵合接觸層與所述GaAs鍵合接觸層貼合后置于充滿氮氣保護的鍵合型腔內(nèi)進行鍵合，完成所述InP兩結(jié)太陽能電池和所述GaAs三結(jié)太陽能電池的鍵合。
[0018]進一步地，步驟⑷中包括以下步驟:
[0019]利用腐蝕液腐蝕所述GaAs襯底、所述GaAs緩沖層和所述GaInP腐蝕阻擋層，完成所述犧牲層的剝離。
[0020]進一步地，步驟(a)中的所述第五結(jié)InxGahAs電池、所述第四隧穿結(jié)、所述第四結(jié)InxGahAsyPpy電池分別包括以下生長過程:
[0021]所述第五結(jié)InxGahAs電池:依次生長為厚度50_400nm的p型摻雜InP背場層、厚度2000-5000nm的p型摻雜InxGapxAs基區(qū)、厚度50-400nm的η型摻雜InxGapxAs發(fā)射區(qū)和厚度30-200nm的η型摻雜InP窗口層；所述第四隧穿結(jié):依次生長為厚度1-1OOnm的η型InP層和厚度1-1OOnm的ρ型InP層；所述第四結(jié)InxGahAsyP^電池:依次生長為厚度30-300nm的ρ型摻雜InP背場層、厚度2000-5000nm的ρ型摻雜InxGahAsyPhy基區(qū)、厚度50-400nm的η型摻雜InxGahAsyP^發(fā)射區(qū)和厚度30_200nm的η型摻雜InP窗口層；其中，0.3 彡 X 彡 0.8，0.3 彡 y 彡 0.7。
[0022]進一步地，步驟(b)中所述第一結(jié)AlxGahIna5P電池、所述第一隧穿結(jié)、所述第二結(jié)AlxGahAs電池、所述第二隧穿結(jié)、所述量子點復(fù)合層和所述第三隧穿結(jié)包括以下生長過程:
[0023]所述第一結(jié)AlxGahIna 5P電池:依次生長為厚度0.5_3 μ m的ρ型摻雜AlxGa1^xIn0.5Ρ 背場層、厚度 500_2000nm 的 ρ 型摻雜 AlxGahIna 5Ρ 基區(qū)、厚度 50_200nm 的 η 型摻雜AlxGahIna5P發(fā)射區(qū)和厚度30_200nm的η型摻雜AlxGahIna5Ρ窗□層；所述第一隧穿結(jié):依次生長為厚度1-1OOnm的η型AIxGa^xIna5P層和厚度1-1OOnm的ρ型的AlxGai_xAs層；所述第二結(jié)AlxGapxAs電池:依次生長為厚度30-200nm的ρ型摻雜AlxGa1-Jna5P背場層、厚度1000-3000nm的ρ型摻雜AlxGai_xAs基區(qū)、厚度50_200nm的η型摻雜AlxGa^xAs發(fā)射區(qū)和厚度30-200nm的η型摻雜AlInP窗口層；所述第二隧穿結(jié):依次生長為厚度1-1OOnm的η型GaInP層和厚度1-1OOnm的ρ型AlxGai_xAs層；所述量子點復(fù)合層:依次生長為量子點層和用于補償量子點應(yīng)力的覆蓋層；所述第三隧穿結(jié):依次生長為厚度1-1OOnm的η型 InxGa1^As 層和厚度 1-1OOnm 的 ρ 型 AlyGahyAs 層。
[0024]進一步地，所述量子點浸潤層和所述量子點復(fù)合層中0<χ<0.1，所述第三隧穿結(jié)中O彡X彡0.1，0彡y彡0.5，所述第一結(jié)AlxGahIna5P電池、所述第一隧穿結(jié)、所述第二結(jié)AlxGapxAs電池、所述第二隧穿結(jié)、所述第三結(jié)GaAs電池的窗口層和所述第三結(jié)GaAs電池的背場層中0.2 < X < 0.5。
[0025]本發(fā)明還包括一種用于制備具有規(guī)整且均勻分布圖形的所述量子點浸潤層的納米壓印圖形方法，該納米壓印圖形方法在千級超凈間內(nèi)實施，具體包括以下步驟:
[0026]S1:制膠:通過PMMA(Polymethylmethacrylate)顆粒溶于苯甲醚制備壓印膠；
[0027]S2:制膜:在所述量子點浸潤層上旋涂所述壓印膠，制備壓印膠薄膜；
[0028]S3:壓印:將上述樣品至于壓印模具內(nèi)，通過所述壓印模具對所述壓印膠薄膜進行圖形壓印；
[0029]S4:脫模:壓印后開啟所述壓印模具完成脫模；
[0030]S5:去殘膠:將所述壓印膠薄膜凹陷部分去掉，直至所述凹陷部分的所述量子點浸潤層裸露出來；
[0031]S6:鍍膜:在S5中所述壓印膠薄膜上蒸鍍一層SiNx薄膜；
[0032]S7:剝離:將S6中所述壓印膠薄膜以及與所述壓印膠薄膜上方直接接觸的所述SiNx薄膜一并剝離；
[0033]S8:刻蝕:將所述S7中所得樣品進行刻蝕，覆蓋有所述SiNx薄膜的量子點浸潤層的刻蝕速度小于裸露的量子點浸潤層的刻蝕速度，刻蝕后即可獲得帶有規(guī)整圖形的所述量子點浸潤層。
[0034]本發(fā)明一種量子點五結(jié)太陽能電池的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0035]第一，該制備量子點五結(jié)太陽能電池的方法是先外延反向生長GaAs三結(jié)太陽能電池和外延正向生長InP兩結(jié)太陽能電池，之后通過鍵合工