本發(fā)明涉及一種III-V族雙結(jié)薄膜電池的制作方法，更具體地講，涉及一種具有選擇性生長(zhǎng)襯底的雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池組件及其制作方法。

背景技術(shù)：

1954年世界上首次發(fā)現(xiàn)GaAs材料具有光伏效應(yīng)，20世紀(jì)60年代，Gobat等研制了第1個(gè)摻鋅GaAs太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)化率僅為9％～10％，遠(yuǎn)低于27％的理論值。最早的單結(jié)晶體GaAs電池的做法和現(xiàn)在的單晶硅做法基本相同，但是作為直接禁帶半導(dǎo)體，吸收層厚度只需要幾個(gè)微米，晶體GaAs無(wú)疑是巨大的浪費(fèi)。

20世紀(jì)70年代，IBM公司和前蘇聯(lián)Ioffe技術(shù)物理所等為代表的研究單位，采用LPE(液相外延)技術(shù)引入GaAlAs異質(zhì)窗口層，降低了GaAs表面的復(fù)合速率，使GaAs太陽(yáng)電池的效率達(dá)16％。不久，美國(guó)的HRL(Hughes Research Lab)及Spectrolab通過(guò)改進(jìn)LPE技術(shù)使得電池的平均效率達(dá)到18％，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，開(kāi)創(chuàng)了高效率砷化鎵太陽(yáng)電池的新時(shí)代。

從上世紀(jì)80年代后，GaAs太陽(yáng)能電池技術(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)，從LM結(jié)構(gòu)到IMM結(jié)構(gòu)等幾個(gè)發(fā)展階段，其發(fā)展速度日益加快，效率也不斷提高。目前最高效率已達(dá)到單結(jié)28.8％(alta devices)，三結(jié)44.4％(Sharp IMM)，四結(jié)實(shí)驗(yàn)室最高接近50％(Fhg-ISE)

目前鍺襯底的三結(jié)GaAs電池是研究的重點(diǎn)，雙結(jié)GaAs電池的研究 比較少，通常雙結(jié)電池都采用GaAs和InGaP作為底電池和頂電的雙結(jié)電池，用電學(xué)和光學(xué)低損耗的隧道結(jié)連接而成。雙結(jié)必須要考慮底電池和頂電池的禁帶寬度匹配問(wèn)題，對(duì)于AM0來(lái)說(shuō)，最佳的禁帶寬度是1.23eV和1.97eV，理論效率可以達(dá)到35.8％。目前技術(shù)上比較可行的是采用晶格匹配的材料從而放寬了對(duì)禁帶寬度Eg的要求，而且由于底電池的禁帶寬度是1.42eV，頂電池是1.9eV左右，兩者的差值只有0.48eV左右，并且底電池的禁帶寬度過(guò)大，不能吸收900nm以上波長(zhǎng)的光線(xiàn)、最終的是造成底電池的光生電流密度小于頂電池的電流密度，導(dǎo)致二者的光生電流不匹配，會(huì)嚴(yán)重降低了電池的內(nèi)量子效率。

雙結(jié)GaAs電池通常都是GaAs作為襯底、GaAs和InGaP分別作為底電池和頂電池的雙結(jié)電池，這種雙結(jié)電池成本比單結(jié)GaAs電池高，外延的成本幾乎是單結(jié)的兩倍，但效率比單結(jié)的稍微高一點(diǎn)，目前單結(jié)最高效率28.8％、雙結(jié)最高效率30.8％，還需要使用大量的銦作為原材料。

另外，雙結(jié)GaAs和GaInP的吸收層厚度都比較大，導(dǎo)致電池整體厚度大于10個(gè)μm。而柔性薄膜電池的厚度一般要求在1-10μm之間，此類(lèi)雙結(jié)電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)電池柔性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)雙結(jié)III-V族電池的柔性化，降低雙結(jié)電池的制造成本，提高電池的發(fā)電效率。本發(fā)明提供了一種具有選擇性生長(zhǎng)襯底的雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池組件及其制作方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一方面，本發(fā)明提供了一種雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池組件，由多個(gè)電池單元串聯(lián)而成，每個(gè)電池單元包括選擇性生長(zhǎng)襯底、底電池和頂電池，所述頂電池上設(shè)有正面金屬電極層，所述選擇性生長(zhǎng)襯底包括金屬基底、圖形化的絕緣層和N型微晶鍺籽晶層，所述絕緣層形成于所述金屬基底上，所述N型微晶鍺籽晶層位于所述絕緣層所形成的圖形中；所述底電池為 多晶鍺底電池層，所述頂電池為GaAs電池，所述多晶鍺底電池至所述頂電池之間依次生長(zhǎng)有N型的擴(kuò)散層、N型的緩沖層、隧道結(jié)N型區(qū)和隧道結(jié)P型區(qū)，所述正面金屬電極層上形成有減反射層。

所述緩沖層為N型的InGaAs-GaAs漸變緩沖層，其中銦的比例由1％漸變到0％。

所述的減反射層為MgF₂或ZnS減反射層。

所述GaAs電池為在所述隧道結(jié)P型區(qū)依次外延生長(zhǎng)的P型的AlGaAs背場(chǎng)、P型的GaAs基區(qū)、N型的AlGaAs發(fā)射極、N型的AlGaAs窗口層和N+型的GaAs正面接觸層，所述正面金屬電極層位于所述正面接觸層上。

所述窗口層由所述正面接觸層中外露，且其表面形成粗化結(jié)構(gòu)。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池組件的制作方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一，在金屬基底上沉積絕緣層，并將絕緣層圖形化；

步驟二，在圖形化的絕緣層表面沉積一層微晶鍺籽晶層，去除絕緣層表面多余的微晶鍺材料，制成具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底；

步驟三，將具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底表面沉積一層多晶鍺底電池層，制得多晶鍺底電池；

步驟四，在多晶鍺底電池層表面通過(guò)外延生長(zhǎng)依次形成擴(kuò)散層、緩沖層、隧道結(jié)和頂電池結(jié)構(gòu)，制得雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)；

步驟五，在頂電池結(jié)構(gòu)上形成圖形化的正面金屬電極層；

步驟六，將位于多晶鍺底電池層上方外延生長(zhǎng)的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)分離成多個(gè)獨(dú)立電池單元；

步驟七，在正面金屬電極層上形成減反射層，并依次切割減反射層、多晶鍺底電池層和選擇性生長(zhǎng)襯底，將各電池單元徹底分開(kāi)；

步驟八，將各電池單元串聯(lián)后置于上下兩柔性襯底之間進(jìn)行封裝，制 得薄膜電池組件。

所述步驟一中在金屬基底上沉積絕緣層，并將絕緣層圖形化，其具體方法是：在金屬基底表面沉積1-5μm厚的絕緣層；通過(guò)涂布、顯影和曝光方法在絕緣層表面形成圖形；采用濕法刻蝕工藝去除多余的絕緣層材料，實(shí)現(xiàn)絕緣層的圖形化。

所述步驟二中采用PECVD設(shè)備在圖形化的絕緣層表面沉積一層高摻雜P型微晶鍺籽晶層，通入純鍺烷和乙硼烷并加熱至400～700℃，在反應(yīng)壓強(qiáng)10^-2～10Pa、摻雜濃度1-3×10¹⁹cm^-3下生長(zhǎng)形成P型微晶鍺籽晶層；采用化學(xué)腐蝕拋光工藝去除絕緣層表面上多余的微晶鍺籽晶層，制得具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底。

所述步驟四中的在多晶鍺底電池層表面通過(guò)外延生長(zhǎng)依次形成擴(kuò)散層、緩沖層、隧道結(jié)和頂電池結(jié)構(gòu)，其具體方法是：在多晶鍺底電池層表面生長(zhǎng)N型的InGaP擴(kuò)散層；通過(guò)P元素在高溫下向多晶鍺底電池層內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散形成淺的擴(kuò)散PN結(jié)；在PH₃的氛圍下對(duì)擴(kuò)散層InGaP進(jìn)行退火處理；在恒溫條件下依次生長(zhǎng)緩沖層、隧道結(jié)、頂電池的背場(chǎng)，基區(qū)，發(fā)射極、窗口層和正面接觸層。

所述步驟五中在雙結(jié)電池的正面接觸層上通過(guò)電鍍和濕法刻蝕方法形成圖形化的正面金屬電極層；然后去除未被正面金屬電極層覆蓋下的正面接觸層，露出窗口層并在窗口層表面形成粗化結(jié)構(gòu)。

所述步驟八中的通過(guò)銅箔將分離后的各電池串聯(lián)，然后置于上下兩層PET薄膜之間，通過(guò)層壓機(jī)封裝形成薄膜柔性電池組件。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

A.本發(fā)明采用GaAs襯底、多晶鍺和GaAs分別作為底電池和頂電池的雙結(jié)電池，首先，多晶鍺底電池的禁帶寬度是0.65eV，頂電池GaAs的禁帶寬度是1.4eV，該組合更有利于分割太陽(yáng)能光譜，形成比較合理的電流匹配，而且能夠進(jìn)一步吸收波長(zhǎng)在900-2000nm范圍內(nèi)的光線(xiàn)，電池轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到32％(AM1.5)。

B.本發(fā)明采用兩次選擇性生長(zhǎng)工藝在金屬基底上生長(zhǎng)多晶鍺/砷化鎵 薄膜電池結(jié)構(gòu)，通過(guò)更合理的禁帶匹配設(shè)計(jì)來(lái)提高電池的效率；采用批量生產(chǎn)更低廉的襯底、更薄的淺結(jié)多晶Ge作為底電池、更少的銦材料的使用和金屬基板本身作為背面金屬電極層、以及通過(guò)電鍍制作正面電極等技術(shù)來(lái)降低柔性雙結(jié)GaAs電池的制造成本，從而實(shí)現(xiàn)了多晶鍺作為底電池的雙結(jié)三五族電池的低成本、高效率和柔性化。

C.本發(fā)明采用多晶鍺底電池的制造成本比GaAs作為底電池低，由于擴(kuò)散結(jié)厚度、底電池的厚度可以小于1微米，且不需要生長(zhǎng)復(fù)雜的電池結(jié)構(gòu)，只需要通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散就能形成PN結(jié)，制作工藝簡(jiǎn)單；同時(shí)多晶鍺作為底電池的價(jià)格也要比GaAs作為底電池價(jià)格低，且該電池僅緩沖層需要用到材料占比＜1％的銦，可以減少銦這種原材料的限制，因此可大大降低電池制造成本。

D.本發(fā)明中的雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池制作方法與現(xiàn)有技術(shù)中的制作方法采用相反的制作過(guò)程，現(xiàn)有技術(shù)中都是先有電池結(jié)構(gòu)再做正面金屬電極層和背面金屬電極層；而本發(fā)明首先完成了金屬基底和圖形化絕緣層的制作，圖形化的絕緣層起到絕緣和反射的作用，而圖形化的金屬基底可作為背面金屬電極層，簡(jiǎn)化了電池的制作過(guò)程。

E.本發(fā)明中微晶鍺籽晶層主要作用是為多晶鍺底電池層的生長(zhǎng)提供了一定數(shù)量的形核中心，從而形成更好的多晶鍺材料，即為二次選擇性生長(zhǎng)：在金屬基底表面常規(guī)生長(zhǎng)技術(shù)只能獲得微晶鍺材料，為了獲得多晶鍺需要采用二次選擇性生長(zhǎng)技術(shù)。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中

圖1是本發(fā)明所提供的多晶Ge/GaAs雙結(jié)電池的外延結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是具有圖形化絕緣層的金屬基底結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3是具有圖形化絕緣層的金屬基底結(jié)構(gòu)正視圖；

圖4是在絕緣層的表面生長(zhǎng)微晶鍺籽晶層的正視圖；

圖5是本發(fā)明所提供的選擇性生長(zhǎng)襯底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是在選擇性生長(zhǎng)襯底上形成多晶鍺底電池層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是多晶Ge/GaAs雙結(jié)電池上形成的正面金屬電極層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是多晶Ge/GaAs雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明所提供的雙結(jié)太陽(yáng)能電池組件的制作方法框圖。

圖中：

100-金屬基底 102-絕緣層

104-微晶鍺籽晶層

106-多晶鍺底電池層 105-選擇性生長(zhǎng)襯底

108-擴(kuò)散層 110-緩沖層

112-隧道結(jié)N型區(qū) 114-隧道結(jié)P型區(qū)

116-背場(chǎng) 118-基區(qū)

120-發(fā)射極 122-窗口層

124-正面接觸層 125-外延結(jié)構(gòu)層

126-頂電池 127-雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)

200-正面金屬電極層 300-減反射層。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供一種多晶Ge(鍺)作為底電池，GaAs(砷化鎵)作為頂電池的雙結(jié)柔性薄膜電池的制作方法，結(jié)合圖1和圖9具體制作方法如下：

步驟一，在金屬基底上沉積絕緣層，并將絕緣層圖形化

采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)設(shè)備，采用大尺寸的金屬基板，批量生產(chǎn)合適尺寸的金屬基底。將該尺寸的金屬基底(長(zhǎng)度和寬度都是裁切后的襯底尺寸的整數(shù)倍)投入到PECVD設(shè)備當(dāng)中，該金屬基底可為不銹鋼箔、Cu箔中的一種，在金屬基底的表面沉積1-5μm厚的絕緣層，絕緣層材料可以選用SiO₂、Al₂O₃、SiN_X等氧氮化合物中的一種。

其次，采用光刻和濕法刻蝕技術(shù)在金屬基底上制作圖形化的絕緣層。通過(guò)涂布、顯影和曝光在絕緣層表面形成的圖形，然后采用濕法刻蝕工藝去除多余的絕緣層材料，并用丙酮去除固化的光刻膠，完成金屬基底上圖形化絕緣層的制作，且該圖形化絕緣層形狀也是最終電池背面金屬電極層的圖形結(jié)構(gòu)。這樣，金屬基底即起到背面金屬電極層的作用，同時(shí)由于其上沉積絕緣層，因此，也起到了絕緣和反射的作用。

步驟二，在圖形化的絕緣層表面沉積一層微晶鍺籽晶層，去除絕緣層表面多余的微晶鍺材料，制成具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底

采用PECVD設(shè)備在圖形化的絕緣層表面沉積選擇性生長(zhǎng)一層高摻雜P型微晶鍺籽晶層，采用化學(xué)腐蝕拋光工藝去除絕緣層表面多余的微晶鍺材料后制備成具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底。

如圖2所示，采用激光切割技術(shù)，將選擇性生長(zhǎng)襯底沿A方向進(jìn)行分離，完成選擇性生長(zhǎng)襯底的制作。

該高摻雜的微晶鍺籽晶層既是下一步生長(zhǎng)多晶鍺底電池層的基礎(chǔ)，也是電池底部傳輸載流子的通道。

步驟三，將具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底表面沉積一層多晶鍺底電池層，制得多晶鍺底電池。采用LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition低壓力化學(xué)氣相沉積法)設(shè)備在具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底表面沉積一層低摻雜P型多晶鍺底電池層，厚度在5μm左右，制得多晶鍺底電池，如圖6所示。

步驟四，在多晶鍺底電池層表面通過(guò)外延生長(zhǎng)依次形成擴(kuò)散層、緩沖層、隧道結(jié)和頂電池結(jié)構(gòu)，制得雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)。

采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor DePosition金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積)等外延設(shè)備在底電池上外延生長(zhǎng)形成雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)。外延溫度630-670℃，壓力50-100torr，其中優(yōu)選的外延溫度650℃，壓力76torr。

具體地，首先通過(guò)擴(kuò)散在多晶鍺底電池層表面形成淺結(jié)底電池，主要的擴(kuò)散元素是磷，并對(duì)擴(kuò)散層進(jìn)行退火處理，消除界面缺陷，保證擴(kuò)散層表面的晶體質(zhì)量，有利于進(jìn)一步外延生長(zhǎng)形成隧道結(jié)和頂電池。

然后在恒溫條件下在擴(kuò)散層上依次生長(zhǎng)緩沖層、隧道結(jié)、頂電池的背場(chǎng)、基區(qū)、發(fā)射極、窗口層和正面接觸層，完成外延層的生長(zhǎng)后降至常溫，從而制得雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)，如圖8所示。

上述制作方法中加入了退火處理技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高隧道結(jié)和頂電池的結(jié)晶質(zhì)量，頂電池結(jié)構(gòu)采用GaAs和AlGaAs材料，這樣減少了In原材料的使用量，而且整個(gè)過(guò)程不需要變溫，在恒溫的條件下完成外延層生長(zhǎng)。

步驟五，在頂電池結(jié)構(gòu)上形成圖形化的正面金屬電極層

采用整面電鍍技術(shù)在正面接觸層上鍍一層金屬層，形成正面金屬電極層，通過(guò)濕法刻蝕工藝去除部分正面金屬電極層，形成正面圖形化的電極結(jié)構(gòu)，金屬層為銅電極層時(shí)其蝕刻液為FeCl₃和HCl的混合液。采用濕法刻蝕工藝，將非電極覆蓋的正面接觸層124去除，露出窗口層122，并且形成窗口層表面粗化結(jié)構(gòu)，蝕刻液為NH₄OH和H₂O₂的混合物，在常溫下腐蝕。

步驟六，將位于多晶鍺底電池層上方外延生長(zhǎng)的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)分離成多個(gè)獨(dú)立電池單元

采用濕法刻蝕工藝，如圖7所示，將電池沿B方向初步分離，一直腐蝕至多晶鍺底電池層，采用不同比例的H₃PO₄和H₂O₂混合液、HCl和C₂H₆O₂混合液等腐蝕液，輪流依次腐蝕；

步驟七，采用PECVD等設(shè)備在正面金屬電極層上形成減反射層，通過(guò)激光切割工藝沿濕法腐蝕的位置依次切割減反射層、多晶鍺底電池層和選擇性生長(zhǎng)襯底，將各電池單元徹底分開(kāi)。

步驟八，將各電池單元串聯(lián)后置于上下兩柔性襯底之間進(jìn)行封裝，制 得薄膜電池組件?？梢酝ㄟ^(guò)銅箔將相鄰的電池進(jìn)行串聯(lián)，采用層壓機(jī)封裝。

通過(guò)上述的制作方法所形成的雙結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池組件如圖8和圖1所示。

其中的電池組件由多個(gè)電池單元串聯(lián)而成，每個(gè)電池單元包括選擇性生長(zhǎng)襯底、底電池和頂電池126，頂電池上設(shè)有正面金屬電極層200，底電池為多晶鍺底電池層106，選擇性生長(zhǎng)襯底105包括圖形化的金屬基底100、圖形化的絕緣層102和N型微晶鍺籽晶層104，絕緣層102形成于金屬基底100上，N型微晶鍺籽晶層104位于絕緣層102所形成的圖形中；頂電池126為砷化鎵(GaAs)電池，多晶鍺底電池層106至頂電池126之間依次生長(zhǎng)有N型的擴(kuò)散層108、N型的緩沖層110、隧道結(jié)N型區(qū)112和隧道結(jié)P型區(qū)114，在正面金屬電極層200上形成有減反射層300。其中緩沖層110為N型的InGaAs-GaAs漸變緩沖層，其中銦的比例由1％漸變到0％。減反射層300為MgF₂或ZnS減反射層。

GaAs電池為在隧道結(jié)P型區(qū)114依次外延生長(zhǎng)的P型的AlGaAs背場(chǎng)116、P型的GaAs基區(qū)118、N型的AlGaAs發(fā)射極120、N型的AlGaAs窗口層122和N+型的GaAs正面接觸層124，正面金屬電極層200位于正面接觸層124上，窗口層122由正面接觸層124中外露，且其表面形成粗化結(jié)構(gòu)。

以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明雙結(jié)薄膜電池組件的制作方法。

步驟一、采用PECVD設(shè)備、濕法刻蝕技術(shù)，批量生產(chǎn)金屬基底100，這里的金屬基底100可以為方形、圓形或長(zhǎng)方形等特定形狀。首先采用PECVD設(shè)備在金屬基底100的表面沉積絕緣層102，該絕緣層102具有反射光線(xiàn)的作用。該絕緣層102的材料可以是SiO₂，Al₂O₃，SiNx等，本實(shí)施例采用的是SiO₂絕緣層。先抽真空到5Pa，加熱溫度到300℃；然后通入Ar和TEOS，Ar：200sccm和TEOS：30sccm，氣壓為50Pa；打開(kāi)射頻電壓，并將功率調(diào)整至300W；沉積薄膜厚度為5μm。

依次通過(guò)光刻膠涂布、顯影和曝光在絕緣層表面形成圖形，采用濕法 刻蝕工藝去除多余的絕緣層材料，并用去膠液去除固化的光刻膠，形成圖形化的絕緣層102，如圖3所示。

旋涂涂布正膠SU-8光刻膠，厚度約為5μm，線(xiàn)寬1-2μm，線(xiàn)間距5-10微米；用去離子水沖洗干凈；其中的腐蝕液為濃硫酸腐蝕液腐蝕絕緣層，在20～60℃腐蝕10分鐘；然后用丙酮去除固化的正膠，去膠后進(jìn)行清洗。

步驟二、如圖4所示，采用PECVD設(shè)備在絕緣層102所形成的圖形中沉積一層微晶鍺籽晶層104，加熱至400～700℃，生長(zhǎng)室通入純鍺烷和乙硼烷，控制純鍺烷和乙硼烷流量比，反應(yīng)室壓強(qiáng)10^-2～10Pa，生長(zhǎng)厚度為2μm N型微晶鍺籽晶層，其摻雜濃度1-3×10¹⁹cm^-3。

如圖5所示，采用化學(xué)腐蝕拋光工藝去除絕緣層表面多余的微晶鍺材料，制備成具有微晶鍺籽晶層的選擇性生長(zhǎng)襯底105。腐蝕液為過(guò)氧化氫和氫氧化鈉混合腐蝕液。

采用激光切割技術(shù)，將選擇性生長(zhǎng)襯底105沿A方向進(jìn)行分離，如圖2所示，完成選擇性生長(zhǎng)襯底105的制作。

如圖6所示，采用LPCVD設(shè)備在選擇性生長(zhǎng)襯底表面沉積一層多晶鍺底電池層106。將選擇性生長(zhǎng)襯底105加熱至500～800℃，生長(zhǎng)室通入純鍺烷和乙硼烷，控制純鍺烷和乙硼烷流量比，生長(zhǎng)室壓強(qiáng)1～200torr，生長(zhǎng)厚度為1-5μm的N型多晶鍺底電池層106，其摻雜濃度1×10¹⁷cm^-3。

步驟三、用MOCVD等外延設(shè)備在多晶鍺底電池層106上外延生長(zhǎng)制得雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)，如圖8和圖1所示。外延溫度630～670℃，壓力50～100torr，實(shí)施例中采用外延溫度650℃，壓力76torr。

(1)升溫到650℃，在多晶鍺底電池層106的表面生長(zhǎng)20nm的N型的In_xGa_1-xP擴(kuò)散層108，x≈0.5；然后升溫到750℃保持一段時(shí)間，再降溫到650℃，在PH₃的氛圍下進(jìn)行退火，提高擴(kuò)散層108表面的晶體質(zhì)量；

(2)在擴(kuò)散層108的表面生長(zhǎng)80nm到200nm的N型的InGaAs漸 變緩沖層110，In的比例逐漸從1％減少到0％；

(3)在緩沖層110的表面生長(zhǎng)20nm的N+型的GaAs隧道結(jié)N型區(qū)112；

(4)在隧道結(jié)N型區(qū)112的表面生長(zhǎng)20nm的P+型的Al_xGa_1-xAs隧道結(jié)P型區(qū)114，x≈0.7；

(5)在隧道結(jié)P型區(qū)114的表面生長(zhǎng)40nm的P型的Al_xGa_1-xAs背場(chǎng)116，x≈0.7；

(6)在背場(chǎng)116的表面生長(zhǎng)3000nm的P型的GaAs基區(qū)118；

(7)在基區(qū)118的表面生長(zhǎng)50nm的N型的AlxGa1-xAs發(fā)射極120，x≈0.3；

(8)在發(fā)射極120的表面生長(zhǎng)20nm的N型的(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP窗口層122，x≈0.7、y≈0.5；

(9)在窗口層122的表面生長(zhǎng)20nm的N+型的GaAs正面接觸層124。

步驟五，在頂電池結(jié)構(gòu)上形成圖形化的正面金屬電極層，如圖7所示；

清洗電池正面，采用電鍍工藝，在正面接觸層表面沉積正面金屬電極層，電極層的厚度是1-10μm，材料選擇銅或者銅鎳合金。采用光刻工藝和濕法工藝，去除不需要的金屬電極層，形成圖形化的正面電極圖形，蝕刻液為30％FeCl₃+4％HCl+H₂O，常溫蝕刻。采用濕法刻蝕工藝，將非電極覆蓋的正面接觸層去除，露出窗口層，并且在窗口層表面形成粗化結(jié)構(gòu)，蝕刻液為NH₄OH和H₂O₂的混合物，常溫腐蝕。

步驟六、采用濕法刻蝕工藝，將特定位置的外延結(jié)構(gòu)層125沿B方向初步分離，如圖2所示，一直腐蝕至多晶鍺底電池層，從而將外延結(jié)構(gòu)層分離，腐蝕液采用不同比例的H₃PO₄和H₂O₂混合液、HCl和C₂H₆O₂混合液等，并輪流依次腐蝕。

步驟七、采用PECVD設(shè)備在電池正面沉積一層MgF₂或ZnS減反射層。采用激光切割工藝，切割減反射層、底電池的多晶鍺底電池層和選擇 性生長(zhǎng)襯底，實(shí)現(xiàn)單個(gè)電池分離。

步驟八、將相鄰的電池用銅箔進(jìn)行串聯(lián)，將串聯(lián)好的的電池放置在上下兩層PET之間，采用層壓機(jī)封裝成薄膜柔性電池組件。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明保護(hù)的范圍之中。