高效單結(jié)GaAs太陽電池關(guān)鍵制備工藝研究.pdf

1、　　砷化鎵作為一種重要的微電子和光電子基礎(chǔ)材料,目前已廣泛應(yīng)用于新一代移動通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等民用和國家安全等領(lǐng)域。面對地球環(huán)境惡化和能源危機,光伏產(chǎn)業(yè)成為世界各國大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。砷化鎵太陽電池有著較優(yōu)的轉(zhuǎn)換效率,電池性能良好,目前主要應(yīng)用在宇宙空間探測利用或是條件惡劣場合(如需要光線傳導(dǎo)光信號)等方面。GaAs太陽電池技術(shù)經(jīng)歷了從LPE到MOCVD ,從同質(zhì)外延到異質(zhì)外延,從單結(jié)到多結(jié)疊層結(jié)構(gòu)的幾個發(fā)展階段,其發(fā)展速度日益加快,效

2、率也不斷提高,得到了人們越來越多的關(guān)注。
　　本文從工藝制備的角度出發(fā),理論與實踐相結(jié)合,摸索并發(fā)現(xiàn)了特定樣品的單結(jié)GaAs太陽電池的一些關(guān)鍵制備條件和方法。首先,設(shè)計濕法刻蝕和干法刻蝕的對比性實驗,擇優(yōu)選取了干法刻蝕方法,并通過正交實驗優(yōu)化法的到了GaAs光電池較精確刻蝕尺寸的刻蝕條件,發(fā)現(xiàn)不同功能層由于組分和載流子濃度的不同刻蝕速率不盡相同。其次,設(shè)計了GaAs光電池隔離槽的填充方法,選用聚酰亞胺(PI膠)為原料,并通過實驗

3、完成了PI膠的旋涂,得到最佳旋涂條件為3000rpm,1.5分鐘,重復(fù)3次。另外,在GaAs光電池的減反膜制備方面,利用模擬軟件計算得到TiO2和SiO2的最優(yōu)物理膜厚分別為TiO271nm,SiO274nm,實際測量結(jié)果顯示長減反膜后反射率由未長減反膜時的25%降為5%,并和理論結(jié)果相吻合。最后,本文對所制備的GaAs電池進行了效率測試,由AM1.5標準太陽模擬器測得單結(jié)效率接近20%。在激光功能系統(tǒng)測試下,光功率為400mW時,6個