[發(fā)明專利]錫酸鎘薄膜的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110048126.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112877664A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯惠淋;任麗;朱劉;宋世金
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本公開提供了一種錫酸鎘薄膜的制備方法，包括步驟：步驟一，將CTO單靶材安裝于靶位上；步驟二，將玻璃襯底置于磁控濺射室的襯底托盤上；步驟三，對腔室抽真空；步驟四，對襯底托盤加熱；步驟五，通入氬氣，設(shè)置腔室壓強；步驟六，設(shè)定濺射功率和襯底轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速；步驟七，將CTO預(yù)濺射10min后，開始正式濺射，得到CTO薄膜。本公開通過磁控濺射單靶濺射，相比采用多靶材濺射，操作簡單，從而CTO薄膜的制備得到改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及CdTe薄膜太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錫酸鎘薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

碲化鎘(CdTe)是一種禁帶寬度為1.5eV的半導(dǎo)體材料，從和地球表面的太陽光譜匹配的角度來講，該禁帶寬度處于最合適制作高效率光伏器件的范圍，從理論上講，CdTe太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率可達到30％左右，目前實驗室的器件效率已經(jīng)達到21％。

CdTe基薄膜太陽能電池器件結(jié)構(gòu)，依次包括玻璃襯底、TCO薄膜(FTO、CTO、ITO)、高阻緩沖層(SnO₂)、n-CdS窗口層、p-CdTe吸收層、歐姆接觸層(As₂Te₃、ZnTe)、背電極層(Mo、Al、Cu、NiV)。TCO薄膜作為CdTe太陽能電池的負極，需要具備優(yōu)良的導(dǎo)電性，一般要求其方阻能達到5-10Ω/□，透過率至少85％，還需要高溫下穩(wěn)定的特性。目前最常用的就是FTO和ITO，F(xiàn)TO薄膜具備生長設(shè)備簡單和成本低廉的特點，一般采用化學(xué)氣相沉積方法生長，通常用SnCl或四甲基錫(TMT)氣體作為錫源，生長溫度在500℃左右。采用ITO薄膜，則考慮到高溫下In擴散進入CdTe形成n型摻雜需要特別處理，影響器件的整體性能。其中CTO薄膜作為透明導(dǎo)電層，直接濺射生長在薄膜襯底上，較FTO、ITO薄膜有轉(zhuǎn)換效率高、廉價、高溫穩(wěn)定性好、功函數(shù)低(低WF和相近的晶格常數(shù)可與n-CdS窗口層直接接觸，無需過渡層)、非故意摻雜即可獲得高載流子濃度～1.0E20的優(yōu)勢。盡管目前存在有諸多磁控濺射法制備CTO薄膜的方法，但是業(yè)界依然需要在高導(dǎo)電、高透過率的CTO薄膜的制備上進行改善。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本公開的目的在于提供一種錫酸鎘薄膜的制備方法，其能夠在制備CTO薄膜上進行改善。

為了實現(xiàn)上述目的，在一些實施例中，本公開提供了一種錫酸鎘薄膜的制備方法，包括步驟：步驟一，將CTO單靶材安裝于靶位上；步驟二，將玻璃襯底置于磁控濺射室的襯底托盤上；步驟三，對腔室抽真空；步驟四，對襯底托盤加熱；步驟五，通入氬氣，設(shè)置腔室壓強；步驟六，設(shè)定濺射功率和襯底轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速；步驟七，將CTO預(yù)濺射10min后，開始正式濺射，得到CTO薄膜。

在一些實施例中，在步驟一中，CTO單靶材來自先導(dǎo)薄膜材料有限公司，產(chǎn)品編號：CT20-188，純度為99.98％，電阻率為6.7Ω·cm，相對密度為95％。

在一些實施例中，在步驟二中，剝離襯底先后采用丙酮、酒精進行超聲波清洗，并采用氮氣吹掃槍吹掃干凈后烘干置于磁控濺射室的襯底托盤上。

在一些實施例中，在步驟二中，CTO單靶材與玻璃襯底的距離為70mm～90mm。

在一些實施例中，在步驟三中，抽真空達到背底真空≥6.0×E-04Pa。

在一些實施例中，在步驟四中，在一些實施例中，加熱溫度為640℃～680℃，在一些實施例中，加熱溫度為680℃。

在一些實施例中，在步驟五中，氬氣的純度為5N；氬氣的流量為20sccm～50sccm；腔室壓強為0.4Pa～0.6Pa。

在一些實施例中，在步驟五中，濺射功率密度為2W/cm²～5W/cm²，襯底轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為8rpm～15rpm。

在一些實施例中，還包括步驟：步驟八，采用有機酸刻蝕步驟六得到的CTO薄膜。