引言
對基於III-V半導體奈米異質結構的多結太陽能電池(MJSC)的關注是由於它們太陽能到電能的高效轉化。MJSC引數的進一步改善通常與透過增加更多的光活性p-n連線和透過稀釋底物來減少單個SCs的重量來提高效率有關。反過來，MJSC中光活性p-n連線數量的增加導致光流總值的自然下降，從而導致光活性p-n結的空間電荷區(SCR)電流的“重組”和“隧道陷阱”（過量）機制對SC效率的影響更大。這對MJSC的效率產生了負面影響。
在這項工作中，我們提出了一種生長後製造工藝，其中在單階段溼化學蝕刻工藝中將InGaP/Ga(In)As/Ge外延晶片分離成單個元件，這產生了平滑的蝕刻輪廓。為了評估製造的多結太陽能電池的質量，在電流密度為(110-12-10A/cm2)和電壓為(0 - 3)伏的情況下，直接在外延晶片上測量J-V特性。我們已經證明，具有InGaP/Ga(In)As/Ge外延晶片的單階段分離蝕刻的生長後工藝允許製造具有非常相似的J-V特性。
實驗
為了製造三結太陽能電池晶片的實驗，InGaP/Ga(In)As/Ge奈米異方差透過MOCVD外延生長在摻雜到1·1018cm-3水平的鍺p基板上。基底厚度為120-150µm，結構總厚度約為6微米。生長後，在頂部n層（Au(Ge)/Ni/Au）和p基底（Ag(Mn)/Ni/Au）上形成歐姆接觸。
在最後階段，透過正面的光刻膠掩模進行化學蝕刻，將異質結構分離成晶片。之後，完成了檯面側壁電介質的鈍化，並在異質結構的前端應用了反反射塗層。
圖1中的影象顯示，InGaP/Ga(In)As/Ge奈米異質結構的不同層的蝕刻速度的差異導致具有突起和不規則性的檯面側壁的形成。這對施加到每個單元的檯面側壁的保護層的質量有負面影響，並導致漏電流增加。
J-V特徵分析
為了評估所開發技術製備的MJSCs的質量，我們直接在外延晶片上測量了暗J-V特性。利用從暗J-V特性中評估效率的方法，確定了主要的電流輸運機制，並計算了SC效率(AM0)。
實驗資料表明即使沒有鈍化，使用單階段工藝製造的結構具有指數前因子J0t、J0rd、J0d的值，平均比使用兩階段工藝隨後施加Si3N4鈍化層時低十倍。
使用開發的用於InGaP/Ga(In)As/Ge結構的單階段蝕刻工藝的技術，MJ SCs可以被製造成具有非常相似的暗J-V特性。透過對MJ SC暗電流-電壓特性引數的分析和轉換效率的後續計算，研究了不同照度(AM0，1367 W/m2)下MJ SC檯面側壁形狀對SC結構中主導電流流動機制的影響。已經確定，新技術的使用導致更平滑的MJ SC檯面側壁，這反過來又具有側壁的良好鈍化，降低了漏電流並提高了具有改進特性的元件的成品率。
結論
本文講述了一種生長後的技術，其中外延晶片的最終分離成晶片是在一個單級溼式化學蝕刻過程中完成的。在用≤80µm厚的薄外延晶片製造光伏電池時，所實現的高精度蝕刻工藝尤為重要。透過分析MJSC暗電流-電壓特性的引數和隨後的轉換效率計算，研究了MJSC的介膜側壁形狀對SC結構在不同照明水平(AM0,1367W/m2)中主導電流機制的影響。結果表明，使用新技術可使MJSC介膜側壁更平滑，使側壁鈍化良好，降低了洩漏電流，提高了元素的屈服比，提高了特性。
