[發明專利]薄膜太陽能電池用導電玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201110054894.9
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN102683435A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 林金錫;林金漢;林于庭;林鵬
• 申請（專利權）人: 常州亞瑪頓股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0216;H01L31/18;C03C17/23;C03C17/36
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 侯雁

技術領域

本發明涉及一種新型高性能導電玻璃，特別涉及一種薄膜太陽能電池用導電玻璃及其制備方法，屬于光電新材料領域，尤其適用于太陽能材料領域。

背景技術

隨著對綠色環保節能的新型能源太陽能的利用，新型太陽能電池的開發和研制越來越成為太陽能應用領域的重要課題。目前太陽能電池中的薄膜太陽能電池應用十分廣泛，做為薄膜太陽能電池重要組成部分的導電玻璃的質量直接關系到薄膜太陽能電池質量的好壞，因此對薄膜太陽能電池用導電玻璃的改進創新一直是十分重要的。現有的薄膜太陽能電池用導電玻璃一般包括有玻璃基材和設置在玻璃基材上的透明導電膜，透明導電膜由金屬氧化物導電層組成。薄膜太陽能電池用導電玻璃制備時采用常規的制備方法，如采用低壓化學氣相沉積(簡稱LPCVD)、等離子化學氣相沉積(簡稱PECVD)、磁控濺射(簡稱SPUTTER)或熱噴涂(簡稱SPRAY)等方法制備金屬氧化物導電層。現有的薄膜太陽能電池用導電玻璃其中的玻璃基材一般采用普通浮法白玻璃或超白浮法玻璃。其中的透明導電膜具備較好的導電性能，同時對可見光有很高的透過率，透明導電膜作為一種功能材料在電子產業得到廣泛的應用，譬如平板顯示、太陽能電池、觸摸屏、儀器和儀表顯示、光學鍍膜、以及建筑節能玻璃等工業領域。尤其在太陽能領域，作為薄膜太陽能電池的前電極，對薄膜太陽能電池的轉換效率起著至關重要的作用。由于透明導電膜具有重要的作用，因此根據透明導電膜所采用的材料不同，將導電玻璃主要分為三種：第一種是ITO玻璃，為銦錫金屬氧化物，透過率高，導電性優，但是存在著原材料銦的價格昂貴，主要應用于液晶顯示、觸摸屏等工業領域，在薄膜太陽能電池領域極少應用；第二種是FTO玻璃，為氟摻雜的二氧化錫，具有成本相對較低，激光刻蝕較容易，光學性能適宜等特點，主要應用于薄膜太陽能電池領域；第三種是AZO玻璃，為鋁摻雜的氧化鋅，光學性能和導電率良好，原料易得，制造成本低廉，無毒，易于實現摻雜，但是應用到薄膜太陽電池組件時存在著會被制絨工藝和界面問題限制的缺陷。現有的薄膜太陽能電池用導電玻璃的兩個表面對于光線有反射作用，使陽光的透光率一般不超過91.5％，致使這8.5％左右的陽光仍未得到利用，這8.5％左右的陽光也是非常巨大的能源。因此人們為了提高透光率等不斷對影響導電玻璃透光性、導電性和散射度的透明導電膜膜層結構進行改進，增加金屬氧化物導電層的層數，將一層金屬氧化物導電層改為多層，但多層金屬氧化物導電層之間仍為物理疊加，透明導電膜膜層結構單一，穩定性差，這些改進的透明導電膜膜層結構并未從本質上改變導電玻璃的性能，導電玻璃的透光性、導電性和散射度并未得到太大的提高。導致非常巨大的太陽能仍無法得到充分利用和轉化，這造成太陽能轉化效率的降低，使用成本增加。因此急需一種導電玻璃的透光性、導電性和散射度更好，透明導電膜膜層結構的穩定性更好，能從本質上改變透明導電膜的膜層結構的新型薄膜太陽電池用導電玻璃，但這一直是一個無法解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種具有優良導電性、散射度和可見光透過率以及透明導電膜膜層穩定性，且性價比高的薄膜太陽能電池用導電玻璃及其制備方法。

實現上述目的的技術方案是：一種薄膜太陽能電池用導電玻璃，包括有玻璃基材和透明導電膜，透明導電膜包括有金屬氧化物導電層和第二金屬氧化物導電層，在金屬氧化物導電層和第二金屬氧化物導電層之間夾置有金屬層，金屬氧化物導電層、金屬層和第二金屬氧化物導電層依次設置在玻璃基材的一側表面上。

進一步，所述的玻璃基材為普通浮法白玻璃或超白浮法玻璃。

進一步，所述的金屬氧化物導電層厚度為100～500nm，金屬層厚度為10～100nm，第二金屬氧化物導電層厚度為100～500nm。

進一步，所述的金屬氧化物導電層為AZO、GZO、ZnO、SnO₂或ITO中的任一種。

進一步，所述的金屬層為銀薄膜、鋁薄膜、鉬薄膜中的任一種，或者為銀鋁鉬中任意二者組成的合金薄膜。

進一步，所述的第二金屬氧化物導電層為AZO、SnO₂:F或ITO中的任一種。

一種薄膜太陽能電池用導電玻璃的制備方法，所述制備方法為：在玻璃基材上通過低壓化學氣相沉積、等離子化學氣相沉積、磁控濺射或熱噴涂的方法制備金屬氧化物導電層，以磁控濺射或熱蒸發的物理氣相沉積方法制備金屬層，以化學氣相沉積方法制備第二金屬氧化物導電層。