[發明專利]一種氧化鋁太陽電池減反膜的制備方法

無效

• 申請號: 201310016883.0
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103035783A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 楊雯;段良飛;楊培志;張力元;自興發;冷天久
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;C23C14/35
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所 53112
• 代理人: 程韻波;鄧麗春

技術領域

本發明涉及一種氧化鋁太陽電池減反膜的制備方法,是一種適用于太陽電池表層以提高太陽電池的效率的減反膜，屬于太陽電池材料制備技術領域。

背景技術

?隨著現代化工業的發展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，太陽能作為理想的清潔能源受到了世界各國的重視。由于常規化能源的減少和環境污染的加劇，使得光伏產業發展迅猛，太陽電池日新月異。投射到太陽電池陣列正面的太陽能輻射通量(陽光)中，部分被表面反射掉了，部分透射到電池內部(通過太陽電池蓋片進入太陽電池)，被轉換為電能。通常情況下，裸硅表面的反射率很大，可將入射光的30%以上反射掉，為最大限度地減小正面反射損失，其有效的解決方法是在其表面鍍一層或多層與光學性質匹配良好的減反射膜。

?Al₂O₃是一種新型的III-Ⅵ族寬禁帶半導體材料，具有寬的帶隙和優良的化學穩定性，并能提供從紫外到近紅外的透明窗口，是電致發光元件的重要組成部分和平板顯示器件中的光學激發層材料，此外，它還可作為發光激發層、光學涂層、介電層、耐磨涂層和保護層等而廣泛應用于光學、電子和機械等領域，因此氧化鋁薄膜受到人們的廣泛關注。研究發現：在薄膜制備中，隨著氧分壓比的增加，薄膜中的鋁元素從金屬態升高到正三價，同時薄膜由晶態逐漸轉變成非晶態；當氧分壓為?8%~11%時，可獲得符合化學計量比、表面光滑的非晶態氧化鋁薄膜，該薄膜具有較高的折射率和較低的消光系數。Al₂O₃薄膜在300nm～1100nm?波段有很高的透過率，與光伏太陽能電池的有效波長（400nm~1100nm）完全吻合，因此可作為太陽電池的減反膜（增透膜）材料。與專利（申請號：2011100048888.2）一種利用PECVD工藝制備α-Al₂O₃膜層相比，其是利用退火工藝在夾層間形成SiO₂，再利用PECVD在α-Al₂O₃上制備α-Si_i-xN_x，制備得到的α-Si_i-xN_x/α-Al₂O₃/?SiO₂復合鈍化減反膜，該工藝過程復雜，不利于對各層膜的控制，且需要較高溫度退火，不利于降低成本，多層膜的制備對各層膜的質量及相關參數難以控制，性能波動較大，不利于商業化。與專利（申請號：200910068301.7）在聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯復合板上的減反膜及其制備方法相比，其是減反膜由氟化鎂和三氧化二鋁兩層構成。鍍膜前需要將復合膜在真空除濕60℃~70℃狀態下烘烤1h~2h，及-120℃低溫深冷。該工藝制備過程中，烘烤時間長，需要低溫深冷，工藝復雜，條件要求高，在工業化生產中難以準確控制，低溫處理能耗高。

發明內容

針對背景技術提出的問題,根據Al₂O₃薄膜的物理化學特性，本發明提出一種氧化鋁太陽電池減反膜的制備方法,以單晶硅Si（100晶相）為襯底，利用磁控濺射技術通過控制O₂分壓和腔室壓強，濺射的Al在腔室中氧化得到高折射率、低吸收系數的Al₂O₃減反膜。

本發明按以下步驟實施

依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水對單晶硅Si（100晶項）襯底進行超聲清洗；將磁控濺射腔室真空抽至≤6.0×10^-6pa；通入Ar氣和O₂氣，壓強為1.0?pa~2.0pa，氧氣占總體量的比例為10%~35%；采用純度為99.99%的Al靶材，以30W~60W的濺射功率制備Al₂O₃太陽電池減反膜。

1、?依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水對單晶硅Si（100晶項）襯底進行超聲清洗5min~10min；

?將磁控濺射鍍膜儀的腔室真空抽至≤6.0×10^-6pa；