一种作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构的制作方法

本实用新型属于半导体芯片技术领域，具体涉及一种作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构。

背景技术：

随着我国高精尖监测技术在侦察或军事打击等方面的开发利用，空间太阳能电池的市场不断放大，需求连年上升，推进空天装备迅速发展对于国民经济发展和国防安全具有重大的战略意义。固定机翼无人高空飞行器在未来战场中兼具侦察、攻击等多重任务，其飞行性能至关重要。nasa和aerovironment公司在近几年为美国军方研制并计划量产的小型无人固定翼飞机，用于战场的情报搜集和军情监视。然而si太阳电池的极限单位重量功率无法满足高速、高性能军用飞行器的需求，gaas基太阳能电池技术近年来逐渐被各国军方所采纳。

太阳能电池项目的目的即为载人或无人侦察、监视飞机提供长久、稳定的动力来源。军用飞机太阳能电池必须要求轻质、高效、稳定性能好，而柔性电池具有最佳的功率重量比，即单位重量的电池gaas基多结柔性电池能够提供更高的光电转换效率，非常适合空间装备轻质高效的使用要求。另外，gaas太阳电池耐宇宙射线辐照，温度系数优良，弱光性能好，非常适合集成于飞机机翼之上在严酷环境中使用。gaas柔性电池是目前光电转换效率最高的柔性电池，基于cu薄膜的柔性电池已经实现商业化生产和使用。altadevices的柔性gaas单结电池在am1.5g下转换效率达到了28.8％。microlink的柔性ingap/gaas/ingaas三结电池效率达到了37.75％。采用轻质的聚合物薄膜代替cu薄膜可以进一步降低柔性电池的重量，提高电池的功率重量比，增强固定机翼无人高空飞行器的搭载和续航能力。

现有的结构设计是将聚合物薄膜贴敷或者旋涂在电池功能薄膜上，以聚合物薄膜提供的应力作为驱动力，采用化学溶剂腐蚀的方法将电池功能薄膜转移到聚合物薄膜上，采用蚀刻开孔的方法，在电池功能层薄膜上制备欧姆接触电极。然而，引入的刻蚀开孔和打线导致工艺复杂度增大，另外聚合物薄膜无法承受高温导致背面欧姆接触金属体系选择受限，不利于大规模的产业化应用推广。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构，包括含有导电栅线以及引线的聚合物薄膜，省去常规的采用聚合物薄膜剥离后的刻蚀开孔和打线操作。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构，包括如下结构：

一柔性聚合物薄膜层；

一导电胶水层，设置于所述柔性聚合物薄膜层上；

一背面欧姆接触层，设置于所述导电胶水层上；

一电池功能薄膜层，设置于所述背面欧姆接触层上；

一正面欧姆接触层，设置于所述电池功能薄膜层上；

一钝化膜层，设置于所述正面欧姆接触层上；

所述柔性聚合物薄膜层包括导电栅线和引线，所述导电栅线为网格状，均匀分布于柔性聚合物薄膜层表面，所述引线连接所述导电栅线的边缘并引出一引线触点。

本实用新型在结构设计时，柔性聚合物薄膜层包含有导电栅线和引线，并引出一引线触点。电池功能薄膜层先形成良好的背面欧姆接触层，然后通过导电胶水将柔性聚合物薄膜含有导电栅线一侧贴附在背面欧姆接触层上，使得导电栅线与电池功能薄膜层形成良好接触。最后在电池功能薄膜层上沉积正面欧姆接触层和钝化膜层。另外，引线引出的引线触点可以方便电池之间的串并联。

优选地，所述的电池功能薄膜层为gaas、inas、inp、gap、alp中的一种或多种组合而成的单结或多结电池。

优选地，所述导电栅线和引线印刷在所述柔性聚合物薄膜层上，所述导电栅线材质为cu、al、ag和au中的一种。

具体地，所述引线材质为cu、al、ag和au中的一种。

具体地，所述的导电胶水层是环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚氨酯聚合物中的一种。

优选地，所述的背面欧姆接触层为ti/pt/au、ti/au或pd/au。所述的正面欧姆接触层为ti/au。

所述钝化膜层为sio2或者sin。

本实用新型提供一种上述作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构的制备工艺，包括如下步骤：

s1.在衬底上依次沉积牺牲层/阻挡层以及电池功能薄膜层；

s2.在电池功能薄膜层上沉积背面欧姆接触金属并退火；

s3.在背面欧姆接触金属上涂置导电胶水；

s4.在导电胶水上粘贴柔性聚合物薄膜层作为支撑基底；

s5.采用化学腐蚀方法去除衬底上的牺牲层/阻挡层，将电池功能薄膜层转移到柔性聚合物薄膜层上；

s6.在电池功能薄膜层上制备正面欧姆接触层、退火以及钝化膜层和切割。

本实用新型还提供一种作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构制备得到的芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

现有技术结构主要是采用绝缘的聚合物薄膜作为柔性支撑基底，需对绝缘聚合物薄膜进行光刻、开孔和金属填充等工艺。与现有技术相比，本实用新型采用柔性聚合物薄膜作为支撑基底，通过导电胶水直接将电池功能薄膜层和柔性聚合物薄膜的栅线连接，并引出引线触点以便后续串并联组装，本实用新型结构可以避免复杂的蚀刻开孔工艺，有助于产业化大批量应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的柔性聚合物薄膜层结构示意图。

附图中的标记所对应的技术特征为：1-柔性聚合物薄膜层，2-导电胶水层，3-背面欧姆接触层，4-电池功能薄膜层，5-正面欧姆接触层，6-钝化膜层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

如图1所示，一种作为具有导电能力的柔性聚合物薄膜支撑基底结构，包括：

柔性聚合物薄膜层1；

导电胶水层2，设置于所述柔性聚合物薄膜层上；

背面欧姆接触层3，设置于所述导电胶水层上；

电池功能薄膜层4，设置于所述背面欧姆接触层上；

正面欧姆接触层5，设置于所述电池功能薄膜层上；

钝化膜层6，设置于所述正面欧姆接触层上。

如图2所示，所述柔性聚合物薄膜层1包括导电栅线和引线，所述导电栅线为网格状，均匀分布于柔性聚合物薄膜层表面，所述引线连接所述导电栅线的边缘并引出一引线触点。

本实用新型在结构设计时，柔性聚合物薄膜层包含有导电栅线和引线，并引出一引线触点。电池功能薄膜层先形成良好的背面欧姆接触层，然后通过导电胶水将柔性聚合物薄膜含有导电栅线一侧贴附在背面欧姆接触层上，使得导电栅线与电池功能薄膜层形成良好接触。最后在电池功能薄膜层上沉积正面欧姆接触层和钝化膜层。另外，引线引出的引线触点可以方便电池之间的串并联。

具体地，所述的电池功能薄膜层为gaas、inas、inp、gap、alp中的一种或多种组合而成的单结或多结电池。所述钝化膜层为sio2或者sin。

具体地，所述导电栅线和引线印刷在所述柔性聚合物薄膜层上，所述导电栅线材质为cu、al、ag和au中的一种。所述引线材质为cu、al、ag和au中的一种。

具体地，所述的导电胶水层是环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚氨酯聚合物中的一种。

具体地，所述的背面欧姆接触层为ti/pt/au、ti/au或pd/au。所述的正面欧姆接触层为ti/au。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准，根据上述说明书的揭示和引导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。