[發(fā)明專利]用多靶射頻磁控濺射法制備超薄CdTe太陽電池的技術(shù)

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108183143A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎兵;王文武;曾廣根;張靜全;武莉莉;李衛(wèi);劉才;郝霞;馮良桓
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/18;C23C14/35
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本發(fā)明“用多靶射頻磁控濺射法制備超薄CdTe太陽電池的技術(shù)”屬于新型太陽電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制備之技術(shù)領(lǐng)域。CdTe是II?VI族化合物半導(dǎo)體材料。常溫下，其帶隙為1.5eV，非常適合作為太陽電池中的光吸收層。理論上，1微米厚CdTe的作為吸收層的太陽電池，轉(zhuǎn)換效率就能超過30%。現(xiàn)今CdTe太陽電池，主要采用n?p架構(gòu)模式，即CdS/CdTe薄膜太陽電池，且已經(jīng)推向市場。其主要采用近空間升華法、物理氣相輸運法等制備CdTe薄膜。但這樣制備出來的CdTe通常有3~5微米厚。使得材料損耗上及成本控制上，都不經(jīng)濟。本發(fā)明旨在使用多靶射頻磁控濺射法，分別在TCO玻璃上，先后濺射n型層（如CdS）、p型層(CdTe)薄膜，其厚度分別為10納米、900納米。之后經(jīng)過退火后處理，再濺射背接觸層及背電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型薄膜太陽能電池的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

新型薄膜太陽電池材料與器件，已成為太陽能電池領(lǐng)域的重點研究對象。現(xiàn)有的太陽電池材料因原材料的供應(yīng)、成本和毒性等問題，尚不能完全滿足未來廉價的、大規(guī)模使用的需求；因此，降低太陽電池成本的工作顯得尤為重要。CdTe是II-VI族化合物半導(dǎo)體材料。常溫下，CdTe的帶隙為1.5eV，與可見光有很好的光譜匹配，非常適合作為太陽電池中的光吸收層；理論上，CdTe作為CdS/CdTe薄膜太陽電池的吸收層，只需要1個微米的厚度，其光電轉(zhuǎn)換效率就可以達到30%以上。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)今CdTe薄膜太陽電池，主要采用n-p架構(gòu)模式，即n型采用CdS薄膜，其CdS/CdTe薄膜太陽電池，已經(jīng)推向了市場。其中CdS薄膜的制備，主要采用化學(xué)池水浴法；CdTe薄膜的制備，主要采用近空間升華法、物理氣相輸運法等。然而，這些方法制備出來的CdTe通常都有3~5個微米厚。這個厚度，無論在材料損耗上，還是成本控制上，都不是很經(jīng)濟。本發(fā)明旨在使用多靶射頻磁控濺射法，分別在TCO玻璃上，先后濺射n型層（如CdS）、p型層(CdTe)薄膜，其厚度分別為10納米、900納米。之后經(jīng)過退火后處理，再濺射背接觸層及背電極。這樣就基本完成了CdTe超薄電池的制備過程。

附圖說明

圖1使用多靶射頻磁控濺射法制備超薄CdTe太陽電池的步驟示意圖。

具體實施方式

本專利首次提出完全使用射頻磁控濺射的干法沉積制備技術(shù)，采用多靶平行擺放，先后從上到下濺射沉積n、p型層薄膜。

具體是，在真空腔室，從上到下，在加溫的TCO玻璃上，先后濺射n型層（如CdS）、p型層(CdTe)薄膜，其厚度分別為10納米、900納米。之后經(jīng)過退火后處理工位，再進入腔室，濺射背接觸層及背電極。完成整個薄膜電池的制備過程。