[發明專利]一種太陽能電池的背電極Mo薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201410597967.2
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104393064A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 徐東;仁昌義
• 申請（專利權）人: 徐東
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于薄膜太陽能電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池的背電極Mo薄膜及其制備方法。

背景技術

太陽能電池作為新能源的一種利用形式，其具有永久性，清潔性以及穩定性，從而深得人們的青睞。目前，關于太陽能電池的研究正進行的如火如荼。太陽能電池的主要結構包括襯底，背電極，吸收層，窗口層，電極。縱觀目前的研究發現，眾學者的研究主要集中在吸收層結構及性能的提高上。而對于背電極的研究卻鮮有報道。經過調研，Mo薄膜作為太陽能電池的背電極，其質量對電池的短路電流、填充因子及串聯電阻等影響重大。

在太陽能電池中，影響電池性能的，與背電極Mo薄膜質量相關的因素包括：1、所選襯底的自然性能與缺陷；2、襯底清洗的潔凈程度；3、Mo薄膜和CIGS薄膜界面處MoSe₂存在的可能形態；4、Na離子通過Mo薄膜向CIGS層中的擴散；5、Mo薄膜和襯底、Mo薄膜和CIGS薄膜之間的附著性。

從上述結果來看，Mo薄膜的質量對電池的制備以及性能具有十分重要的作用。而在已有的研究過程中發現，濺射在玻璃襯底上的金屬背電極Mo薄膜與襯底的結合力較弱，有的在沉積CIGS薄膜的過程中脫落，有的在緩沖層工序中脫落。因此，研究Mo薄膜與襯底的附著力的提高方法變得尤為重要。這對電池的進展具有至關重要的作用。針對這個問題，已有John?H.Scofield等提出分別在高氣壓和低氣壓下制備雙層Mo薄膜的方法，這很好的解決了Mo薄膜與基體結合力差的問題，莊大明等及黃素梅等提出了使用Cu、Mo合金靶或Cu靶、Mo靶共濺射與基體結合力良好的Cu-Mo合金薄膜作為背電極的方法。方小紅等提出以柔性材料鈦箔或不銹鋼箔為基體時，首先在基體上制備一層金屬Cr，再制備一層金屬Mo電極，以此來提高Mo薄膜附著力的方法。

發明內容

本發明是這樣實現的，一方面，提供了一種簡單、易于操作、可重復性強和可精確控制Mo薄膜的厚度的太陽能電池的背電極Mo薄膜的制備方法，包括下述步驟：

（1）基體的選擇；

（2）基體的清洗：將基體在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲波中清洗，然后用高純氮氣吹干；?

（3）金屬層的制備：

采用直流電源、直流脈沖電源或射頻電源，以單一金屬Al為靶材，電流為0.5A-2A，工作壓強為1Pa-5Pa，在所述基體上制備得到金屬A1的金屬層；或

采用金屬Al與Mo的合金靶濺射得到金屬A1與Mo混合的金屬層；或

采用金屬Al靶與Mo靶共濺射制備得到金屬A1與Mo混合的金屬層。

（4）Mo薄膜的制備：

采用直流電源、直流脈沖電源或射頻電源在所述已鍍有金屬A1的金屬層或金屬A1與Mo混合的金屬層的基體上沉積一層Mo薄膜，其中，Mo靶的靶電流為0.6A-2A，工作壓強為0.05Pa-0.5Pa。

具體地，在步驟(1)中，所述基體為載玻片、鈉鈣玻璃或不銹鋼。

具體地，在步驟(2)中，所述超聲波清洗的時間為5-15min。

具體地，在步驟(3)中，所述金屬層的厚度為8-100nm。

具體地，在步驟(4)中，所述Mo薄膜的厚度為0.5-1.2um。另一方面，提供了一種太陽能電池的背電極Mo薄膜，該太陽能電池的背電極Mo薄膜由上述太陽能電池的背電極Mo薄膜的制備方法制備而成，所述太陽能電池的背電極Mo薄膜包括依次層疊設置的基體、金屬層和Mo薄膜；所述金屬層沉積在所述基體上，所述Mo薄膜沉積在所述金屬層上。

具體地，所述金屬層為單一金屬Al的金屬層或金屬Al與Mo混合的金屬層。

本發明的有益效果是：本發明技術方案中，采用磁控濺射法在基體上制備一金屬層，然后在金屬層上制備Mo薄膜，該制備方法簡單、易于操作、可重復性強和可精確控制Mo薄膜的厚度，同時，該方法制備的Mo薄膜具有膜基結合力高、電導率低的優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的太陽能電池的背電極Mo薄膜的制備方法流程圖。

圖2是本發明實施例提供的太陽能電池的背電極Mo薄膜的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。