[發(fā)明專利]一種太陽能電池用減反射材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010296389.0
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101997039A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱燕艷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及光電類材料的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種減反射材料及其制備方法，該發(fā)明利用射頻磁控濺射法制備了非晶Er₂O₃-Al₂O₃(ErAlO)減反射復(fù)合氧化物薄膜。本發(fā)明提供了一種取代傳統(tǒng)減反射材料SiO₂?、TiO₂等的新型減反射候選材料，并提供了其制備方法。

背景技術(shù)

太陽能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最基本的元件，是把太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能的器件^[1-3]。為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，近年來,?太陽能新材料（如減反射材料、半導(dǎo)體材料、電極材料等）的開發(fā)研究在世界范圍內(nèi)形成了熱潮，?取得了令人矚目的進展^[1]。隨著各種新型太陽能電池材料和各種新型電池結(jié)構(gòu)的不斷研究和發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的減反射材料逐漸顯現(xiàn)出無法克服的缺點，如SiO₂和MgF₂的折射率太小，TiO₂、Ta₂O₅等的禁帶寬度太窄,?MgF₂、TiO₂、Ta₂O₅還不能有效地鈍化Si表面等^[4]，尋找新的高性能減反射薄膜材料，已成為研究的熱點^[5-8]。

文獻表明，電介質(zhì)材料稀土氧化物如Er₂O₃?Tm₂O₃、Ho₂O₃等也是一種很有應(yīng)用前景的新型減反射材料^[8-10]:非常大的禁帶寬度（5-7eV），在太陽光的所有波長范圍內(nèi)，從紅外到紫外所有波長的光都透明；適當(dāng)?shù)恼凵湎禂?shù)；足夠大的機械強度和以致連鋼針都不能把其表面刮傷的足夠的硬度；與硅、鍺和石英等表面優(yōu)良的附著性能；非常好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。Er₂O₃等屬于Mn₂O₃或bixbyte立方結(jié)構(gòu)，且其晶格常數(shù)和Si的晶格常數(shù)的兩倍比較接近，容易制備和Si形成陡峭的界面，減少由于光生載流子的界面復(fù)合而產(chǎn)生的漏電流。但是，稀土金屬價格昂貴，而且，Er₂O₃熱穩(wěn)定性較差。而摻Al₂O₃可以大幅降低Er₂O₃等減反射薄膜的價格，還有望提高其熱穩(wěn)定性，所以ErAlO適合作為太陽能電池等的新型減反射涂層。

目前關(guān)于稀土氧化物薄膜作為減反射材料的研究工作，報導(dǎo)還較少，有關(guān)這類材料的研究工作尚處于初期階段，僅涉及到反射率等一些最初始的結(jié)果，仍然有許多問題值得進一步開展研究。而且，ErAlO減反射薄膜的研究還未見報道。?

參考文獻：

[1]?Report?of?the?basic?energy?sciences?workshops?on?solar?energy?utilization,?April,?2005.?http://www.sc.doe.gov/bes/reports/files/SEU_rpt.pdf.

[2]?Facing?Our?Energy?Challenges?in?a?New?Era?of?Science,?June?5,?2007,?http://www.sc.doe.gov/bes/presentations/recent.html?

[3]劉恩科，光電池及其應(yīng)用，1991年，科學(xué)出版社。

[4]?G.?Armin.?Aberle,?Solar?Energy?Materials?&?Solar?Cells,?65?(2001)?239-248.

[5]?C.?Rachid,?M.?Bedra,?and?S.?Yasmina,?Phys.Stat.Sol.?(a)?205,?No.7,?(2008),1724–1728.

[6]?N.?Kensuke,?H.?Susumu,?O.?Keisuke,?M.?Hideki,?Solar?Energy?Materials?&?Solar?Cells,?92?(2008)?919–?922.