[發明專利]一種絨面透明導電薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201711162186.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107994098B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 任洋;周曉歌;趙高揚
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;H01L31/0236
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 胡燕恒

本發明公開了一種絨面透明導電薄膜，以石英玻璃為基底，在基底上依次沉積有Pt層、TiO₂薄膜層及FTO薄膜層，形成的FTO/TiO₂/Pt復合薄膜作為薄膜太陽電池的前電極；其制備方法為，在不高于100℃的條件下采用磁控濺射技術，在石英玻璃襯底上沉積Pt層；制備噴涂液A；通過噴霧熱解工藝將噴涂液A噴涂在Pt層上得到TiO₂薄膜層，對制備的TiO₂薄膜層進行退火處理，得到緩沖層；制備噴涂液B；通過噴霧熱解工藝將噴涂液B噴涂在緩沖層上得到FTO薄膜層，最后退火處理。本發明制備的薄膜與單一的TCO薄膜相比，其霧度明顯提高，導電性能良好，光學透過率高，適用于太陽能電池前電極透明導電薄膜的要求。

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，具體涉及一種絨面透明導電薄膜；本發明還涉及該絨面透明導電薄膜的制備方法。

背景技術

進入21世紀，能源短缺和環境污染問題愈發突出，發展清潔能源勢在必行。太陽能作為作為地球上無限可再生的無污染能源，其有效應用引起人們的廣泛關注。其中，光伏產業迅猛發展，非晶硅等一系列薄膜太陽能電池以其低成本、性能穩定等優點得到廣泛應用。

薄膜太陽能電池是利用光伏原理將太陽輻射能轉換為電能的裝置。透明導電薄膜作為薄膜太陽電池的前電極，對電池的光電轉換效率起到至關重要的作用。為了最大程度的提高薄膜太陽能電池的光電轉換效率，要求透明導電前電極具有光學透過率高、電導率高的特點外，還要求對入射光具有較強的散射能力。所以，就要求透明導電薄膜絨面化，使電池內的光線產生漫反射，提高電池對太陽光的吸收利用。

常用的薄膜太陽電池前電極主要有Al摻雜的ZnO(簡稱AZO)和F摻雜的SnO₂(FTO)薄膜，AZO薄膜的表面制絨通常先制備AZO薄膜，然后采用濕法刻蝕技術制絨，但濕法刻蝕對環境污染嚴重，而且制絨的均勻性難以保證。FTO這種材料具有較強的耐酸堿腐蝕性，其光電性能較之AZO更穩定，絨面FTO薄膜更適合作為薄膜太陽電池的前電極，提高電池的使用壽命。但FTO薄膜的化學性質穩定，難以采用濕法刻蝕制絨。如果能在玻璃基板上直接生長具有金字塔形貌的FTO薄膜，不僅實現了FTO薄膜的表面制絨，而且避免了濕法刻蝕帶來的環境污染問題。具有C軸取向性生長的FTO薄膜，表面呈現金字塔形貌，然而在非晶玻璃基底上極難生長出取向較好的沿C軸生長的薄膜。所以，FTO薄膜的表面制絨一直制約著其在薄膜太陽電池領域的廣泛使用，并有被絨面AZO薄膜取代的趨勢。

因此，開發一種具有高光學透過率、高霧度、低電阻、物化性質穩定、絨面的透明導電薄膜及其制備方法已成為亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種絨面透明導電薄膜，解決了現有技術中FTO薄膜難以實現有效制絨的問題。

本發明的另一目的是提供該絨面透明導電薄膜的制備方法，其制備工藝簡便，易實現。

本發明所采用的技術方案是，一種絨面透明導電薄膜，以石英玻璃為基底，在基底上依次沉積有Pt層、TiO₂薄膜層及FTO薄膜層，形成的FTO/TiO₂/Pt復合薄膜作為薄膜太陽電池的前電極。

本發明的特征還在于，

Pt層的厚度為5nm～9nm，TiO₂薄膜層的厚度為50nm～110nm，FTO薄膜層的厚度為400nm～650nm。

本發明所采用的另一技術方案是，一種絨面透明導電薄膜的制備方法，具體步驟如下：

步驟1，在不高于100℃的條件下采用磁控濺射技術，在石英玻璃襯底上沉積Pt層；

步驟2，制備噴涂液A；