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CN112701176A - 一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法 - Google Patents

一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法 Download PDF

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CN112701176A CN202110304745.7A CN202110304745A CN112701176A CN 112701176 A CN112701176 A CN 112701176A CN 202110304745 A CN202110304745 A CN 202110304745A CN 112701176 A CN112701176 A CN 112701176A
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Abstract

本发明涉及砷化镓薄膜电池技术领域，尤其涉及一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法。一种砷化镓薄膜太阳电池，包括外延层、聚酰亚胺薄膜层和键合层，外延层上均匀间隔开设有腐蚀槽，腐蚀槽把外延层分割成具有间距的阵列状外延层，与外延层接触的键合层上均匀间隔开设有走道，走道把与外延层接触的键合层分割成具有间距的阵列状键合层。一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，使用ICP或化学腐蚀的办法，外延层和键合层被分割为具有间距的微小的阵列，并且实现阵列之间的互联，使得有源层进行小面积分割互联，有效减少的外延层应力的释放，解决了由于聚酰亚胺薄膜无法抵抗外延层的应力而造成整个器件是弯曲的问题。

Description

一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法
技术领域
本发明涉及砷化镓薄膜电池技术领域，尤其涉及一种砷化镓薄膜太阳电池及制作方法。
背景技术
通常情况下，用于薄膜GaAs电池的外延结构，均为倒置生长的。并且为了效率的提高，通常为大失配结构。这样造成的一个后果是外延层本身的应力非常大，通常在将原有的外延基板去除后，外延层会自动卷起来。而现在一个普遍的做法是，将外延层转移到聚酰亚胺薄膜上面，因为聚酰亚胺性能稳定，环境适应性强，可以在地外空间进行工作。但是由于聚酰亚胺薄膜较薄，无法抵抗外延层的应力，所以整个器件是弯曲的，这给砷化镓薄膜电池的应用造成了很大的困难。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种砷化镓薄膜太阳电池，使用ICP或化学腐蚀的办法，外延层和键合层被分割为具有间距的微小的阵列，并且实现阵列之间的互联，使得有源层进行小面积分割互联，有效减少的外延层应力的释放；同时，在太阳电池正面的沟槽内，也就是在外延层表面、腐蚀槽内和走道内填充BCB，并配合CMP技术，实现表面平坦化，有效保证了外延层和键合层阵列小单元之间的互联的可靠性，提高了互联的良率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种砷化镓薄膜太阳电池，包括外延层、聚酰亚胺薄膜层和键合层，所述聚酰亚胺薄膜层两侧设置有所述键合层，一侧的所述键合层上设置有所述外延层，所述外延层上均匀间隔开设有腐蚀槽，所述腐蚀槽把所述外延层分割成具有间距的阵列状所述外延层，所述腐蚀槽的槽底为所述键合层的表面，与所述外延层接触的所述键合层上均匀间隔开设有走道，所述走道把与所述外延层接触的所述键合层分割成具有间距的阵列状所述键合层，所述走道的槽底为所述聚酰亚胺薄膜层的表面，所述走道位于所述腐蚀槽之下且为一一对应的关系；
还包括有N电极、P电极和互联电极，每块所述键合层上均设置有P电极，所述P电极间隔均匀分布在所述腐蚀槽内，每块所述外延层上均设置有N电极，相邻的所述P电极与所述N电极之间设置有互联电极，相邻的阵列状所述键合层和阵列状所述外延层通过位于两者之间的所述互联电极连接在一起；
所述外延层表面、所述腐蚀槽内和所述走道内涂敷有一层BCB胶层，所述BCB胶层表面涂敷有一层减反射膜层。
作为上述技术方案的进一步改进，所述外延层的结构为三结、二结或单结。
作为上述技术方案的进一步改进，所述N电极和P电极的电极结构均为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度约占11%。
作为上述技术方案的进一步改进，所述互联电极材料为Ag，厚度为40KÅ，所述键合层的厚度为15 KÅ。
本发明还提供了一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，包括以下步骤：
倒置生长外延结构：在N型GaAs基板上，使用有机金属化学气象沉积的方法，生长多结太阳电池的外延结构，使得在N型GaAs基板上形成一层外延层；
金属蒸镀：对外延层、GaAs临时基板片以及聚酰亚胺膜进行清洗，清洗后，在外延层远离GaAs基板一侧的表面和在GaAs临时基板片靠近外延层的一侧表面蒸镀Au，在聚酰亚胺膜两侧的表面均依次蒸镀Ti和Au，蒸镀后对外延层、GaAs临时基板和聚酰亚胺膜进行退火；
键合：将外延层、聚酰亚胺膜和GaAs临时基板依次叠加在一起，键合时，金属面对金属面，使得外延层与聚酰亚胺膜之间和GaAs临时基板与聚酰亚胺膜之间均形成一层金属键合层，键合后，在GaAs临时基板面远离聚酰亚胺膜一侧的表面沉积一层保护层薄膜；
GaAs基板去除：使用化学溶液腐蚀的方法，去除外延层一侧的GaAs基板；
台面制作：使用电感耦合等离子体刻蚀外延层，蚀刻至金属层为止，使得在外延层上均匀间隔形成一道道腐蚀槽，把外延层分割成若干块外延层；
N/P电极制作：使用负性光刻胶制作电极图形，蒸镀金属电极，然后进行剥离的方法，一次性制作出N面与P面的电极，使得在每块外延层上均蒸镀出一个N电极，在每个腐蚀槽内的键合层上均蒸镀出一个P电极；
走道制作：先使用光刻掩膜技术，利用光刻胶在腐蚀槽底作出走道图形，使用I2和KI的水溶液对键合层的Au层进行蚀刻，再利用HF溶液腐蚀键合层的Ti层，使得在每个腐蚀槽的槽底上均蚀刻出走道，把键合层分割成若干块，走道均位于相邻的两个P电极之间；
BCB填充：在经过步骤走道制作后的阵列状外延层表面、腐蚀槽表面和走道表面涂敷一层增粘剂，再涂敷一层BCB胶，形成BCB胶层，涂覆后，对BCB胶进行固化处理；
平坦化并电极开窗：经步骤BCB填充的BCB胶固化后，然后对BCB胶层表面进行化学机械抛光，将BCB胶层表面进行平坦化，BCB胶层一面作为太阳电池正面，再利用光刻掩膜加ICP技术，将N/P电极上的BCB胶去除；
互联电极制作：利用负胶剥离技术与电子束蒸发技术，蒸发出连接相邻的N电极和P电极的电极，在相邻的N电极和P电极之间形成一个互联电极，使得相邻的两块键合层和外延层通过互联电极连接在一起；
减反射膜制作：在太阳电池正面使用电子束蒸发技术依次蒸镀上Ti3O5和Al2O3，形成一层减反射膜层，然后使用光刻掩膜技术，制作减反射膜蚀刻图形，再使用HF溶液腐蚀掉N/P电极和互联电极上的减反射膜；
GaAs临时基板去除：在太阳电池正面涂覆一层光刻胶，作为保护层，再贴一层热解膜进行进一步保护，然后使用砂轮研磨机，将GaAs临时基板减薄至100μm，然后使用NH4OH和H2O2的水溶液，对剩余GaAs临时基板进行腐蚀，直至将GaAs基板完全腐蚀。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤金属蒸镀中，有机清洗的方式为依次使用丙酮超声清洗5min、异丙醇超声清洗5min、去离子水冲洗、异丙醇脱水1min、110℃烤箱烘干10min；
在步骤金属蒸镀中，对外延层、GaAs临时基板和聚酰亚胺膜进行退火是在N2环境中进行的，退火温度为320℃，退火时间10min。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤键合中，键合条件是：压力7000kgf~9000kgf，温度分三个阶段上升下降，第一阶段240℃，保持时间5min，第二阶段320℃，保持时间10min，第三阶段100℃，保持时间5min；
在步骤键合中，在GaAs临时基板面远离聚酰亚胺膜一侧的表面沉积的保护层薄膜3000Å的Si3N4薄膜；
在步骤键合中，在电池外延片和GaAs临时基板上蒸镀的Au的厚度为10kÅ，聚酰亚胺膜双面蒸镀的Ti和Au的厚度分别为1KÅ和4KÅ；
在步骤GaAs基板去除中，使用的化学溶液成分是NH4OH、H2O2、H2O，比例可以是1:1:5或1:5:5，腐蚀在冷却槽内进行。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤台面制作中，使用电感耦合等离子体刻蚀外延层时，使用的气体为Cl2、HBr、BCl3、O2，总体流量控制在50sccm，腔体压力为0.5Pa，上电极功率300w，下电极功率50w；
在步骤台面制作中，腐蚀槽整体槽深为5μm~6μm，每块外延层作为一个台面，每个台面的尺寸为100μm×100μm；
在步骤N/P电极制作中，电极的结构为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度约占11%；
在步骤走道制作中，在使用I2和KI的水溶液中，其中I2和KI的质量比为1:5，溶液浓度为3mol/L ~5mol/L，使用温度为40℃±2℃；
在步骤走道制作中，使用的HF溶液浓度为0.15~0.2mol/L。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤BCB填充中，BCB胶的涂覆使用旋涂法进行BCB胶涂覆，旋涂参数为：第一转1200rpm，时间10s，第二转2500rpm，时间30s；
在步骤BCB填充中，对BCB胶进行固化处理的方法为，在N2环境下，200℃退火30min；
在步骤平坦化并电极开窗中，对BCB胶层表面进行化学机械抛光时，抛光使用聚氨酯抛光垫，抛光液为碱性，PH值9.6~10.9之间，抛光压力0.2kgf，时间10min；
在步骤平坦化并电极开窗中，ICP使用的气体为SF6、O2，总流量50sccm，其中O25sccm，压力2Pa，上电极功率500w，下电极功率100w。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤互联电极制作中，互联电极材料为Ag，厚度为40KÅ，使用电子束蒸发技术时，蒸镀镀锅角度控制在70°，旋转速度为12rpm；
在步骤减反射膜制作中，Ti3O5和Al2O3的厚度分别为300Å与600Å，HF溶液浓度为0.12mol/L；
在步骤GaAs临时基板去除中，涂覆的光刻胶厚度为2~2.5iμm，热解膜的厚度为500μm，使用的NH4OH和H2O2的水溶液中各成分质量比为NH4OH：H2O2：H2O=1:1:5。
本发明的有益效果为：1、使用ICP或化学腐蚀的办法，外延层和键合层被分割为具有间距的微小的阵列，并且实现阵列之间的互联，使得有源层进行小面积分割互联，有效减少的外延层应力的释放，解决了由于聚酰亚胺薄膜无法抵抗外延层的应力而造成整个器件是弯曲的问题。
2、在太阳电池正面的沟槽内，也就是在外延层表面、腐蚀槽内和走道内填充BCB，并配合CMP技术，实现表面平坦化，有效保证了外延层和键合层阵列小单元之间的互联的可靠性，提高了互联的良率。
附图说明
图1为实施例一太阳电池的结构示意图。
图2为实施例一太阳电池的部分结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：1、外延层，2、聚酰亚胺薄膜层，3、键合层，4、腐蚀槽，5、走道，6、N电极，7、P电极，8、互联电极，9、BCB胶层，10、减反射膜层。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供了一种砷化镓薄膜太阳电池，包括外延层1、聚酰亚胺薄膜层2和键合层3，聚酰亚胺薄膜层2两侧设置有键合层3，一侧的键合层3上设置有外延层1，外延层1上均匀间隔开设有腐蚀槽4，腐蚀槽4把外延层1分割成具有间距的阵列状外延层1，腐蚀槽4的槽底为键合层3的表面，与外延层1接触的键合层3上均匀间隔开设有走道5，走道5把与外延层1接触的键合层3分割成具有间距的阵列状键合层3，走道5的槽底为聚酰亚胺薄膜层2的表面，走道5位于腐蚀槽4之下且为一一对应的关系；还包括有N电极6、P电极7和互联电极8，每块键合层3上均设置有P电极7，P电极7间隔均匀分布在腐蚀槽4内，每块外延层1上均设置有N电极6，相邻的P电极7与N电极6之间设置有互联电极8，相邻的阵列状键合层3和阵列状外延层1通过位于两者之间的互联电极8连接在一起；外延层1表面、腐蚀槽4内和走道5内涂敷有一层BCB胶层9，BCB胶层9表面涂敷有一层减反射膜层10。
进一步地，外延层1的结构为三结、二结或单结，N电极6和P电极7的电极结构均为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度约占11%，互联电极8材料为Ag，厚度为40KÅ，键合层3的厚度为15 KÅ。
外延层1和键合层3被分割为具有间距的微小的阵列，并且实现阵列之间的互联，使得有源层进行小面积分割互联，有效减少的外延层1应力的释放，解决了由于聚酰亚胺薄膜无法抵抗外延层1的应力而造成整个器件是弯曲的问题；同时，在太阳电池正面的沟槽内，也就是在外延层1表面、腐蚀槽4内和走道5内填充BCB，并配合CMP技术，实现表面平坦化，有效保证了外延层1和键合层3阵列小单元之间的互联的可靠性，提高了互联的良率。
实施例2
本实施例提供了一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，包括以下步骤：
S1:倒置生长外延结构，在N型GaAs基板上，使用有机金属化学气象沉积的方法，生长多结太阳电池的外延结构，使得在N型GaAs基板上形成一层外延层；
S2:金属蒸镀，对外延层、GaAs临时基板片以及聚酰亚胺膜进行清洗，清洗后，在外延层远离GaAs基板一侧的表面和在GaAs临时基板片靠近外延层的一侧表面蒸镀Au，在聚酰亚胺膜两侧的表面均依次蒸镀Ti和Au，蒸镀后对外延层、GaAs临时基板和聚酰亚胺膜进行退火；
S3:键合，将外延层、聚酰亚胺膜和GaAs临时基板依次叠加在一起，键合时，金属面对金属面，使得外延层与聚酰亚胺膜之间和GaAs临时基板与聚酰亚胺膜之间均形成一层金属键合层，键合后，在GaAs临时基板面远离聚酰亚胺膜一侧的表面沉积一层保护层薄膜；
S4:GaAs基板去除，使用化学溶液腐蚀的方法，去除外延层一侧的GaAs基板；
S5:台面制作，使用电感耦合等离子体刻蚀外延层，蚀刻至金属层为止，使得在外延层上均匀间隔形成一道道腐蚀槽，把外延层分割成若干块外延层；
S6:N/P电极制作，使用负性光刻胶制作电极图形，蒸镀金属电极，然后进行剥离的方法，一次性制作出N面与P面的电极，使得在每块外延层上均蒸镀出一个N电极，在每个腐蚀槽内的键合层上均蒸镀出一个P电极；
S7:走道制作，先使用光刻掩膜技术，利用光刻胶在腐蚀槽底作出走道图形，使用I2和KI的水溶液对键合层的Au层进行蚀刻，再利用HF溶液腐蚀键合层的Ti层，使得在每个腐蚀槽的槽底上均蚀刻出走道，把键合层分割成若干块，走道均位于相邻的两个P电极之间；
S8:BCB填充，在经过步骤走道制作后的阵列状外延层表面、腐蚀槽表面和走道表面涂敷一层增粘剂，再涂敷一层BCB胶，形成BCB胶层，涂覆后，对BCB胶进行固化处理；
S9:平坦化并电极开窗，经步骤BCB填充的BCB胶固化后，然后对BCB胶层表面进行化学机械抛光，将BCB胶层表面进行平坦化，BCB胶层一面作为太阳电池正面，再利用光刻掩膜加ICP技术，将N/P电极上的BCB胶去除；
S10:互联电极制作，利用负胶剥离技术与电子束蒸发技术，蒸发出连接相邻的N电极和P电极的电极，在相邻的N电极和P电极之间形成一个互联电极，使得相邻的两块键合层和外延层通过互联电极连接在一起；
S11:减反射膜制作，在太阳电池正面使用电子束蒸发技术依次蒸镀上Ti3O5和Al2O3，形成一层减反射膜层，然后使用光刻掩膜技术，制作减反射膜蚀刻图形，再使用HF溶液腐蚀掉N/P电极和互联电极上的减反射膜；
S12:GaAs临时基板去除，在太阳电池正面涂覆一层光刻胶，作为保护层，再贴一层热解膜进行进一步保护，然后使用砂轮研磨机，将GaAs临时基板减薄至100μm，然后使用NH4OH和H2O2的水溶液，对剩余GaAs临时基板进行腐蚀，直至将GaAs基板完全腐蚀。
以下为详细制作过程：
1、在N型GaAs基板上，使用有机金属化学气象沉积的方法，生长多结太阳电池的外延结构。外延的结构可以是三结、二结或单结。三结电池生长的依次顺序是InGaP、GaAs、InGaAs，二结生长的顺序是InGaP、GaAs，单结可以是单结GaAs或单结InGaP；各个子电池之间，使用隧穿结进行连接，隧穿结可以是GaAs/AlGaAs或GaAs/GaInP。
2、蒸镀键合层金属。对太阳电池外延片、临时基板GaAs片以及聚酰亚胺（以下简称PI）进行清洗。太阳电池外延片与GaAs临时基板片的清洗方法是有机清洗。丙酮超声5min、异丙醇超声5min、去离子水冲洗，异丙醇脱水1min，110℃烤箱烘干10min。选用的GaAs临时基板，厚度为500μm±15μm。
清洗后使用电子束蒸镀的方法，进行键合层金属蒸镀。电池外延片、GaAs临时基板，蒸镀Au，厚度10kÅ；PI膜双面蒸镀Ti/Au，其中Ti厚度1KÅ，Au厚度4KÅ；蒸镀后，太阳电池外延片、GaAs临时基板、PI膜进行退火，退火温度320℃，时间10min，N2环境。
3、“三明治”键合，所谓“三明治”键合，是指将太阳电池外延片、PI膜、临时GaAs基板，依次叠加在一起，整体类似于三明治的结构，进而一次键合成型的方法；键合时，金属面对金属，键合条件是：压力7000kgf~9000kgf，温度分三个阶段上升下降，第一阶段240℃，保持时间5min，第二阶段320℃，保持时间10min，第三阶段100℃，保持时间5min；键合后，在GaAs临时基板面，沉积3000Å的Si3N4薄膜，作为保护层。
4、使用化学溶液腐蚀的方法，去除电池外延片的GaAs基板。使用的化学溶液成分是NH4OH、H2O2、H2O，比例可以是1:1:5或1:5:5，而且腐蚀是在冷却槽内进行，便于吸收反应放出的热量。
5、台面制作。使用电感耦合等离子体刻蚀外延层，蚀刻至金属层为止,整体槽深为5μm~6μm，台面尺寸为100μm×100μm。使用的气体为Cl2、HBr、BCl3、O2，气体总体流量控制在50sccm，腔体压力为0.5Pa，上电极功率300w，下电极功率50w。特别说明，在蚀刻气体中加入O2，是为了蚀刻出没有直角的台阶，O2占总流量的2%~5%，台阶角度在105°~120°之间，无直角的台阶，有利于后续填充与钝化。
6、N/P电极制作。使用负性光刻胶制作电极图形，蒸镀金属电极，然后进行剥离的方法，一次性制作出N面与P面的电极。
N面与P面的电极的电极的结构为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度约占11%。
7、走道制作。先使用光刻掩膜技术，利用光刻胶作出走道图形。使用I2:KI水溶液，对金进行蚀刻，其中I2：KI=1:5（质量比），溶液浓度为3mol/L ~5mol/L，使用温度为40℃±2℃。再利用HF溶液腐蚀Ti，HF溶液浓度为0.15~0.2mol/L。
8、BCB填充并平坦化。使用旋涂法进行BCB涂覆，并在BCB涂覆前，表面先涂覆AP3000增粘剂。BCB旋涂参数为：第一转1200rpm，时间10s，第二转2500rpm，时间30s。涂覆后，对BCB进行固化处理，处理方法为，在N2环境下，200℃退火30min.然后进行化学机械抛光，将BCB表面进行平坦化，抛光使用聚氨酯抛光垫，抛光液为碱性，PH值9.6~10.9之间，抛光压力0.2kgf，时间10min。抛光后，在利用光刻掩膜加ICP技术，将N/P电极上的BCB去除。ICP使用的气体为SF6、O2，总流量50sccm，其中O2 5sccm，压力2Pa，上电极功率500w，下电极功率100w。
9、互联电极制作。利用负胶剥离技术与电子束蒸发技术，蒸发连接电极，电极材料为Ag，厚度为40KÅ。特别的，为了使连接电极具有良好的连接，不至于断开。蒸镀镀锅角度控制在70°，旋转速度12rpm。
10、减反射膜制作。使用电子束蒸发技术蒸镀减反射膜材料。材料依次为Ti3O5和Al2O3，厚度分别为300Å与600Å。然后使用光刻掩膜技术，制作减反射膜蚀刻图形。使用HF溶液腐蚀掉电极上的减反射膜，HF溶液浓度为0.12mol/L。
11、临时基板去除。首先在电池正面涂覆一层厚度2~2.5iμm的光刻胶，作为保护层。再贴厚度为500μm的热解膜进行进一步保护；然后使用砂轮研磨机，将GaAs临时基板减薄至100μm，然后使用NH4OH：H2O2：H2O=1:1:5溶液，对剩余GaAs基板进行腐蚀，直至将GaAs基板完全腐蚀。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种砷化镓薄膜太阳电池，包括外延层、聚酰亚胺薄膜层和键合层，所述聚酰亚胺薄膜层两侧设置有所述键合层，一侧的所述键合层上设置有所述外延层，其特征在于：
所述外延层上均匀间隔开设有腐蚀槽，所述腐蚀槽把所述外延层分割成具有间距的阵列状所述外延层，所述腐蚀槽的槽底为所述键合层的表面，与所述外延层接触的所述键合层上均匀间隔开设有走道，所述走道把与所述外延层接触的所述键合层分割成具有间距的阵列状所述键合层，所述走道的槽底为所述聚酰亚胺薄膜层的表面，所述走道位于所述腐蚀槽之下且为一一对应的关系；
还包括有N电极、P电极和互联电极，每块所述键合层上均设置有P电极，所述P电极间隔均匀分布在所述腐蚀槽内，每块所述外延层上均设置有N电极，相邻的所述P电极与所述N电极之间设置有互联电极，相邻的阵列状所述键合层和阵列状所述外延层通过位于两者之间的所述互联电极连接在一起；
所述外延层表面、所述腐蚀槽内和所述走道内涂敷有一层BCB胶层，所述BCB胶层表面涂敷有一层减反射膜层。
2.根据权利要求1所述的一种砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于：
所述外延层的结构为三结、二结或单结。
3.根据权利要求1所述的一种砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于：
所述N电极和P电极的电极结构均为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度约占11%。
4.根据权利要求1所述的一种砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于：
所述互联电极材料为Ag，厚度为40KÅ，所述键合层的厚度为15 KÅ。
5.一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，用于制作如权利要求1-4任一所述的砷化镓薄膜太阳电池，其特征在于，包括以下步骤：
S1：倒置生长外延结构，在N型GaAs基板上，使用有机金属化学气象沉积的方法，生长多结太阳电池的外延结构，使得在N型GaAs基板上形成一层外延层；
S2：金属蒸镀，对外延层、GaAs临时基板片以及聚酰亚胺膜进行清洗，清洗后，在外延层远离GaAs基板一侧的表面和在GaAs临时基板片靠近外延层的一侧表面蒸镀Au，在聚酰亚胺膜两侧的表面均依次蒸镀Ti和Au，蒸镀后对外延层、GaAs临时基板和聚酰亚胺膜进行退火；
S3：键合，将外延层、聚酰亚胺膜和GaAs临时基板依次叠加在一起，键合时，金属面对金属面，使得外延层与聚酰亚胺膜之间和GaAs临时基板与聚酰亚胺膜之间均形成一层金属键合层，键合后，在GaAs临时基板面远离聚酰亚胺膜一侧的表面沉积一层保护层薄膜；
S4：GaAs基板去除，使用化学溶液腐蚀的方法，去除外延层一侧的GaAs基板；
S5：台面制作，使用电感耦合等离子体刻蚀外延层，蚀刻至金属层为止，使得在外延层上均匀间隔形成一道道腐蚀槽，把外延层分割成若干块外延层；
S6：N/P电极制作，使用负性光刻胶制作电极图形，蒸镀金属电极，然后进行剥离的方法，一次性制作出N面与P面的电极，使得在每块外延层上均蒸镀出一个N电极，在每个腐蚀槽内的键合层上均蒸镀出一个P电极；
S7：走道制作，先使用光刻掩膜技术，利用光刻胶在腐蚀槽底作出走道图形，使用I2和KI的水溶液对键合层的Au层进行蚀刻，再利用HF溶液腐蚀键合层的Ti层，使得在每个腐蚀槽的槽底上均蚀刻出走道，把键合层分割成若干块，走道均位于相邻的两个P电极之间；
S8：BCB填充，在经过步骤走道制作后的阵列状外延层表面、腐蚀槽表面和走道表面涂敷一层增粘剂，再涂敷一层BCB胶，形成BCB胶层，涂覆后，对BCB胶进行固化处理；
S9：平坦化并电极开窗，经步骤BCB填充的BCB胶固化后，然后对BCB胶层表面进行化学机械抛光，将BCB胶层表面进行平坦化，BCB胶层一面作为太阳电池正面，再利用光刻掩膜加ICP技术，将N/P电极上的BCB胶去除；
S10：互联电极制作，利用负胶剥离技术与电子束蒸发技术，蒸发出连接相邻的N电极和P电极的电极，在相邻的N电极和P电极之间形成一个互联电极，使得相邻的两块键合层和外延层通过互联电极连接在一起；
S11：减反射膜制作，在太阳电池正面使用电子束蒸发技术依次蒸镀上Ti3O5和Al2O3，形成一层减反射膜层，然后使用光刻掩膜技术，制作减反射膜蚀刻图形，再使用HF溶液腐蚀掉N/P电极和互联电极上的减反射膜；
S12：GaAs临时基板去除，在太阳电池正面涂覆一层光刻胶，作为保护层，再贴一层热解膜进行进一步保护，然后使用砂轮研磨机，将GaAs临时基板减薄至100μm，然后使用NH4OH和H2O2的水溶液，对剩余GaAs临时基板进行腐蚀，直至将GaAs基板完全腐蚀。
6.根据权利要求5所述的一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，其特征在于：
在步骤金属蒸镀中，有机清洗的方式为依次使用丙酮超声清洗5min、异丙醇超声清洗5min、去离子水冲洗、异丙醇脱水1min、110℃烤箱烘干10min；
在步骤金属蒸镀中，对外延层、GaAs临时基板和聚酰亚胺膜进行退火是在N2环境中进行的，退火温度为320℃，退火时间10min。
7.根据权利要求5所述的一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，其特征在于：
在步骤键合中，键合条件是：压力7000kgf~9000kgf，温度分三个阶段上升下降，第一阶段240℃，保持时间5min，第二阶段320℃，保持时间10min，第三阶段100℃，保持时间5min；
在步骤键合中，在GaAs临时基板面远离聚酰亚胺膜一侧的表面沉积的保护层薄膜3000Å的Si3N4薄膜；
在步骤键合中，在电池外延片和GaAs临时基板上蒸镀的Au的厚度为10kÅ，聚酰亚胺膜双面蒸镀的Ti和Au的厚度分别为1KÅ和4KÅ；
在步骤GaAs基板去除中，使用的化学溶液成分是NH4OH、H2O2、H2O，比例可以是1:1:5或1:5:5，腐蚀在冷却槽内进行。
8.根据权利要求5所述的一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，其特征在于：
在步骤台面制作中，使用电感耦合等离子体刻蚀外延层时，使用的气体为Cl2、HBr、BCl3、O2，总体流量控制在50sccm，腔体压力为0.5Pa，上电极功率300w，下电极功率50w；
在步骤台面制作中，腐蚀槽整体槽深为5μm~6μm，每块外延层作为一个台面，每个台面的尺寸为100μm×100μm；
在步骤N/P电极制作中，电极的结构为AuGe/Ti/Au/Ag/Au，整体厚度为3μm，其中Au厚度约占11%；
在步骤走道制作中，在使用I2和KI的水溶液中，其中I2和KI的质量比为1:5，溶液浓度为3mol/L ~5mol/L，使用温度为40℃±2℃；
在步骤走道制作中，使用的HF溶液浓度为0.15~0.2mol/L。
9.根据权利要求5所述的一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，其特征在于：
在步骤BCB填充中，BCB胶的涂覆使用旋涂法进行BCB胶涂覆，旋涂参数为：第一转1200rpm，时间10s，第二转2500rpm，时间30s；
在步骤BCB填充中，对BCB胶进行固化处理的方法为，在N2环境下，200℃退火30min；
在步骤平坦化并电极开窗中，对BCB胶层表面进行化学机械抛光时，抛光使用聚氨酯抛光垫，抛光液为碱性，PH值9.6~10.9之间，抛光压力0.2kgf，时间10min；
在步骤平坦化并电极开窗中，ICP使用的气体为SF6、O2，总流量50sccm，其中O2 5sccm，压力2Pa，上电极功率500w，下电极功率100w。
10.根据权利要求5所述的一种砷化镓薄膜太阳电池的制作方法，其特征在于：
在步骤互联电极制作中，互联电极材料为Ag，厚度为40KÅ，使用电子束蒸发技术时，蒸镀镀锅角度控制在70°，旋转速度为12rpm；
在步骤减反射膜制作中，Ti3O5和Al2O3的厚度分别为300Å与600Å，HF溶液浓度为0.12mol/L；
在步骤GaAs临时基板去除中，涂覆的光刻胶厚度为2~2.5iμm，热解膜的厚度为500μm，使用的NH4OH和H2O2的水溶液中各成分质量比为NH4OH：H2O2：H2O=1:1:5。
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