[發明專利]一種柔性襯底光伏電池透明氧化物薄膜的制備方法

無效

• 申請號: 201210584627.7
• 申請日: 2012-12-30
• 公開（公告）號: CN103046013A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 白恒瑋
• 申請（專利權）人: 青海天譽匯新能源開發有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 西寧金語專利代理事務所 63101
• 代理人: 哈慶華

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電領域，具體是一種柔性襯底光伏電池透明氧化物薄膜的制備方法。

背景技術

ZnO:Al薄膜具有廉價、無毒、高導電率和高透光率等優點。使其成為太陽能電池中透明上電極、平板顯示器和其他光電設備的首選材料。

發明內容

本發明公開了一種柔性襯底光伏電池透明氧化物薄膜的制備方法，本發明采用射頻磁控濺射的方法在玻璃襯底上制備ZnO:Al薄膜，并通過實驗得到了最佳的沉積條件，給出了濺射功率（125W）、工作氣壓（0.5Pa）和襯底溫度（220℃）等工藝參數下結晶質量最好，透光率高于87%，導電性最佳（電阻率為4×10^-3?歐姆.cm）。

一種柔性襯底光伏電池透明氧化物薄膜的制備方法采用射頻磁控濺射技術，放電氣體為高純氬氣，靶材是含?5%Al₂O₃的ZnO陶瓷靶，直徑為80mm，厚度為5mm;；襯底托盤固定在腔室上方，采用由下至上的方式沉積；襯底托盤以3.5r/min的速度順時針方向旋轉，靶基距固定為15cm；本底真空優于10^-4Pa，氬氣流量定為15sccm，工作氣壓通過閘板閥控制；采用800V脈沖偏壓，?1.5Pa工作氣壓，使Ar等離子體放電對襯底清洗10min；在薄膜沉積前，將腔室氣壓調至0.5Pa，襯底溫度220℃，然后用擋板遮住襯底，預濺射3min，在獲得穩定的濺射狀態時候，然后拿開擋板開始沉積薄膜，沉積時間為30min。

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技術路線是采用射頻磁控濺射技術，放電氣體為高純氬氣，靶材是含?5%Al₂O₃的ZnO陶瓷靶，直徑為80mm，厚度為5mm。襯底托盤固定在腔室上方，采用由下至上的方式沉積。襯底托盤以3.5r/min的速度順時針方向旋轉，靶基距固定為15cm。本底真空優于10^-4Pa，氬氣流量定為15sccm，工作氣壓通過閘板閥控制。采用800V脈沖偏壓，?1.5Pa工作氣壓，使Ar等離子體放電對襯底清洗10min。在薄膜沉積前，將腔室氣壓調至0.5Pa，襯底溫度220℃，然后用擋板遮住襯底，預濺射3min，濺射功率125W，在獲得穩定的濺射狀態時候，然后拿開擋板開始沉積薄膜，沉積時間為30min。

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實驗結果

1、???????????????????濺射功率從90升至130W時，薄膜結晶質量逐步提高，高于130W時，由于薄膜過快的沉積速率，薄膜中缺陷增多，結晶質量下降。

2、???????????????????在濺射功率125W、工作氣壓0.5Pa和襯底溫度為220℃時薄膜的晶粒尺寸較大，結晶質量最好。

3、???????????????????過高的濺射功率（130W以上）和襯底溫度（高于220℃）都會使透過率降低，在0.5Pa范圍內工作氣壓對薄膜近紅外區的透過率沒有影響。

4、???????????????????在濺射功率125W、工作氣壓0.5Pa、襯底溫度220℃時沉積得到的薄膜導電性最佳，測得薄膜的電阻率為電阻率為4×10^-3?歐姆.cm。