[發(fā)明專(zhuān)利]一種在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310159378.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103268901A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪遠(yuǎn)昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市萬(wàn)業(yè)隆太陽(yáng)能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 深圳中一專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀的方法。

背景技術(shù)

目前，為了提高非晶硅薄膜太陽(yáng)電池的效率，主要通過(guò)在近紅外范圍內(nèi)提高非晶硅薄膜的光吸收效率，是研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)者迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)階段普遍采用的技術(shù)路線為，在非晶硅薄膜表面通過(guò)化學(xué)或物理的方法形成納米銀顆粒，利用納米銀顆粒的表面等離子激元對(duì)入射光的陷光作用，達(dá)到提高器件效率的目的。

眾所周知，當(dāng)金屬顆粒在400～500nm時(shí)，具有較強(qiáng)的散射光的能力。因此，在非晶硅薄膜的表面制備大顆粒的納米銀顆粒，例如微晶銀，可使非晶硅薄膜實(shí)現(xiàn)更好的光吸收效果，進(jìn)一步提高電池效率。現(xiàn)有的制備方法主要包括：熱蒸發(fā)法，即將銀蒸發(fā)鍍?cè)诜蔷Ч璞∧け砻妫灰约叭苣z-凝膠法，即將銀的溶膠旋涂在非晶硅薄膜表面。但是，上述制備方法均存在以下不足:形成的微晶銀顆粒太均勻，無(wú)法有效地實(shí)現(xiàn)光陷阱的作用，導(dǎo)致光吸收效率較低。此外，熱蒸發(fā)法生產(chǎn)成本高，工藝控制困難，對(duì)設(shè)備的要求也比較苛刻；溶膠凝膠法雖然成本低廉，但涉及的工藝步驟很繁瑣。因此，急需研究一種工藝簡(jiǎn)單、對(duì)設(shè)備要求低、成本低的在非晶硅薄膜表面形成微晶銀的新方法，以進(jìn)一步提高非晶硅薄膜的光吸收效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀的方法，以解決現(xiàn)有制備微晶銀方法中存在的工藝繁瑣復(fù)雜、對(duì)設(shè)備的要求也比較苛刻、成本高，且非晶硅薄膜的光吸收效率低的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀的方法，包括以下步驟：

將醋酸銀與草酸溶解，配制成含有醋酸銀與草酸的前驅(qū)體溶液，其中，所述醋酸銀和草酸的質(zhì)量比為(3.2～13.1)：(0.1～0.5)；

將所述前驅(qū)體溶液涂覆在非晶硅薄膜表面；

將涂覆處理后的非晶硅薄膜在200～300℃進(jìn)行熱處理，在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀。

上述醋酸銀受熱分解為氧化銀（Ag₂O），由于Ag₂O熱力學(xué)上不穩(wěn)定，在草酸的作用下還原為單質(zhì)銀，然后進(jìn)一步通過(guò)熱處理在非晶硅薄膜表面原位誘導(dǎo)生長(zhǎng)微晶銀顆粒，且微晶銀顆粒之間互相作用，呈不規(guī)則排列并形成空隙，因此該微晶銀顆粒在微觀上形成織構(gòu)化結(jié)構(gòu)，類(lèi)似傳統(tǒng)硅電池的光陷阱結(jié)構(gòu)，當(dāng)光透過(guò)織構(gòu)化微晶銀到達(dá)非晶硅薄膜后，被非晶硅薄膜反射到織構(gòu)化微晶銀的光會(huì)被該織構(gòu)化微晶銀又反射回到非晶硅膜表面，達(dá)到二次利用光的效果，因此該織構(gòu)化結(jié)構(gòu)的微晶銀可起到多次反射光的作用，從而使非晶硅薄膜吸收更多光，提高非晶硅薄膜的光吸收效率。

該在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀顆粒的方法，只需將原料混合、涂覆、熱處理即可得到產(chǎn)品，工藝簡(jiǎn)單易控、對(duì)設(shè)備要求低且節(jié)約成本，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀的方法的工藝流程示意圖；

圖2為實(shí)施例1制得的樣品a的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FESEM）圖；

圖3為實(shí)施例1制得的樣品a的X射線衍射（XRD）圖；

圖4為實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)例1、2制備的樣品的反射率對(duì)比曲線。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀的方法，該制備方法的工藝流程請(qǐng)參見(jiàn)圖1，具體的包括如下步驟：

步驟S01.配制前驅(qū)體溶液：將醋酸銀與草酸溶解，配制成含有醋酸銀與草酸的前驅(qū)體溶液，其中，所述醋酸銀和草酸的質(zhì)量比為(3.2～13.1)：(0.1～0.5)；

步驟S02.將前驅(qū)體溶液涂覆在非晶硅薄膜表面：將步驟S01中的前驅(qū)體溶液涂覆在非晶硅薄膜表面。

步驟S03.熱處理原位誘導(dǎo)生長(zhǎng)微晶銀顆粒：將步驟S02中的涂覆處理后的非晶硅薄膜在200～300℃進(jìn)行熱處理，在非晶硅薄膜表面形成織構(gòu)化微晶銀。

具體地，步驟S01中的前驅(qū)體溶液中，配制所述前驅(qū)體溶液所用的溶劑優(yōu)選異丙醇和叔丁醇中至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選異丙醇。草酸與所述溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.1～0.5)：(15.7～47.1)。通過(guò)控制溶劑的用量，可以調(diào)節(jié)醋酸銀和草酸的反應(yīng)速度，進(jìn)而控制微晶銀的形貌。