[發明專利]一種多層背電極、薄膜太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201811624601.4
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109768094A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 李新連;郭邐達;楊立紅
• 申請（專利權）人: 北京鉑陽頂榮光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0749;H01L31/18
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明公開了一種多層背電極的制備方法，包括：在基底的一側表面鍍制第一鉬層，鍍制過程中控制氣壓由第一氣壓值連續下降至第二氣壓值；在第一鉬層的表面鍍制第二鉬層，鍍制過程中控制氣壓保持在第二氣壓值；在第二鉬層的表面鍍制第三鉬層，鍍制過程中控制氣壓由第二氣壓值連續升高至第三氣壓值。本發明通過在鍍制背電極膜層即鉬薄膜的不同階段，使用不同的氣壓，通過控制氣壓連續變化，優化了背電極膜層的結構，降低了背電極膜層的應力，同時減少了背電極膜層的界面差異，提高了耐高溫性能；通過引入高氣壓的第三鉬層，提高了背電極膜層的表面粗糙度，降低了反射率，實現了表面陷光效應，提高了光吸收效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種多層背電極、薄膜太陽能電池及其制備方法。

背景技術

一般地,具有高轉換效率的CIGS薄膜電池通常選用普通鈉鈣玻璃或柔性材料作為基底,用磁控濺射法在其上沉積一層Mo薄膜作為背電極層。大量研究結果表明，磁控濺射制備Mo薄膜時，濺射氣壓極大地影響了薄膜的性質，通常，在高氣壓下制備的薄膜疏松多孔，電阻率較高但附著力優異，同時薄膜呈張應力；而在低氣壓下制備的薄膜致密，導電性好但附著力較差，通常呈壓縮應力。

現有技術中通常采用“高氣壓/低氣壓”的雙層背電極結構，但是，該雙層結構的背電極結構存在如下缺陷：

1、因低氣壓鉬層較厚(＞300nm)，通常會在背電極膜層中引入較大的殘余應力。

2、在鍍制吸收層的高溫環境中，背電極膜層將受到熱應力作用，導致背電極膜層出現孔洞或開裂等缺陷。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種多層背電極、薄膜太陽能電池及其制備方法，該多層背電極的制備方法通過在鍍制背電極膜層的不同階段，使用不同的氣壓，通過控制氣壓連續變化，優化了背電極膜層的結構，降低了背電極膜層的應力；同時，在第一鉬層和第三鉬層的鍍制過程中，控制氣壓連續變化，減少了第一鉬層、第三鉬層與第二鉬層之間的界面差異，提高了背電極膜層的耐高溫性能；采用該多層背電極的制備方法制備的背電極膜層，其中第三鉬層為高氣壓層，通過引入高氣壓的第三鉬層作為表面層，提高了背電極膜層的表面粗糙度，降低了反射率，實現了表面陷光效應，提高了光吸收效率。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種多層背電極的制備方法，包括：在基底的一側表面鍍制第一鉬層，鍍制過程中控制氣壓由第一氣壓值連續下降至第二氣壓值；在所述第一鉬層的表面鍍制第二鉬層，鍍制過程中控制氣壓保持在第二氣壓值；在所述第二鉬層的表面鍍制第三鉬層，鍍制過程中控制氣壓由第二氣壓值連續升高至第三氣壓值。

進一步，所述第一氣壓值的范圍為1.0-3.0Pa；和/或所述第二氣壓值的范圍為0.05-0.5Pa；和/或所述第三氣壓值的范圍為0.5-3.0Pa。

進一步，所述第一鉬層的厚度范圍為10-300nm；和/或所述第二鉬層的厚度范圍為100-500nm；和/或所述第三鉬層的厚度范圍為0-200nm。

進一步，所述第一鉬層、所述第二鉬層和所述第三鉬層采用磁控濺射法鍍制

進一步，所述在基底的一側表面鍍制第一鉬層的步驟之前，還包括：清洗所述基底；控制本底真空度至低于預設真空度；對所述基底進行加熱烘烤，去除水汽。

進一步，所述預設真空度為5.0E-4Pa。

根據本發明的另一個方面，提供一種多層背電極，采用上述所述的制備方法制備得到，包括：依次層疊設置的第一鉬層、第二鉬層和第三鉬層。

進一步，所述第一鉬層的厚度范圍為10-300nm；和/或所述第二鉬層的厚度范圍為100-500nm；和/或所述第三鉬層的厚度范圍為0-200nm。