[發明專利]透明導電薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201210206153.2
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102751341A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 崔艷峰;袁聲召;陸中丹
• 申請（專利權）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;C23C14/08
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及一種透明導電薄膜及其制備方法。

背景技術

透明導電薄膜（TCO）由于其高電導和透光性而被廣泛的應用于平板顯示、OLED、觸摸板和太陽能電池中。在太陽能電池中，其一般用作窗口層，常見的TCO薄膜有In₂O₃：SnO₂（稱為ITO），ZnO：Al（稱為AZO），SnO₂：F（稱為FTO）和In₂O₃：WO₃（稱為IWO）等。其中，ITO薄膜具有導電性好，可見光波段透光性高的優點，缺點是近紅外波段透過率急劇下降；IWO則具有遷移率大、近紅外波段透過性高的優點，但是導電性不如ITO；AZO具有成本低、在氫等離子體中穩定的優點，缺點是導電性和透光性不如ITO和IWO；FTO薄膜制備技術成熟，但其導電性和透光性一般。因此，需要一種既具有良好的導電性和可見光波段高的透光性，又需要在近紅外波段也具有高的透光性的TCO材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種既具有良好的導電性和可見光波段高的透光性，又需要在近紅外波段也具有高的透光性的透明導電薄膜及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種透明導電薄膜，在In₂O₃中摻雜的SnO₂和WO₃制成，

通常，In₂O₃：SnO₂：WO₃各組分的質量百分比為90～95wt%:4%～9wt%:1%～5wt%。

更優為：In₂O₃：SnO₂：WO₃各組分的質量百分比為91～93wt%:5%～7wt%:2%～3wt%。

透明導電薄膜采用反應等離子體沉積，磁控濺射或者電子束蒸發的方法制備，靶材采用In₂O₃:SnO₂-WO₃混合靶，或者采用ITO和IWO兩種靶材共沉積、或者IWO和SnO₂兩種靶材共沉積。

本發明的有益效果是：這種新型的材料既具有ITO的良好的導電性和可見光波段的高透光性，同時又具有IWO的高遷移率和近紅外波段的高透光性特點，作為薄膜太陽電池中的窗口層，可以有效地提高電池的短路電流密度，從而提高效率。

具體實施方式

本發明主要提出一種新型的透明導電薄膜材料稱為ITWO，透明導電薄膜是在In₂O₃中摻雜的SnO₂和WO₃制成，In₂O₃：SnO₂：WO₃各組分的質量百分比為90～95wt%:4%～9wt%:1%～5wt%。更優為：91～93wt%:5%～7wt%:2%～3wt%。

ITWO的作用：作為薄膜太陽電池的窗口層，降低金屬柵線與吸收層（或緩沖層）之間的接觸電阻，從而降低串阻，提高電池的短路電流密度，提高效率。

本發明提出的ITWO透明導電材料可以采用多種制備方法來實現。如反應等離子體沉積（RPD），磁控濺射、電子束蒸發等。靶材可以采用混合靶In₂O₃:SnO₂-WO₃混合靶，也可以采用采用ITO和IWO兩種靶材共沉積，或者IWO和SnO₂兩種靶材共沉積等。

一個最佳的實施方法是反應等離子體沉積（RPD），這種方法具有對襯底表面損傷小的突出優點。

制備過程是：首先將沉積腔室的真空度抽至10^-4Pa以下，樣品架移動速度（Tray?speed）設定為2mm/s—15mm/s之間，根據薄膜厚度而定。氣體為Ar和O₂，Ar流量控制在80-120sccm范圍內，O₂控制在18-23sccm范圍內。之后對等離子體槍點火，對靶材預濺射10min，目的的是清除掉靶材表面的污染物等。然后開始沉積成膜，完成透明導電薄膜的制備。