CN100433375C - 柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法 - Google Patents

柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，由褪火、支撑、蹭试、加热超声清洗、真空烘干五个步骤组成的清洗方法，其中，200-230℃褪火1-3小时，水温至50-80℃加热，超声波清洗衬底30-60分钟，120-140℃真空条件下烘干。本发明实现对有机柔性衬底的清洗，使之达到半导体器件制造的清洁标准而不对其造成损伤。本发明是清洗用于半导体器件制造的柔性衬底的一种有效方法。

Description

柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法
技术领域
本发明涉及一种柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法。
背景技术
使用等离子体增强化学气相沉积技术，使硅烷SiH4、磷烷PH3、乙硼烷B2H6、甲烷CH4气体分解，在加热的衬底上沉积本征及掺杂的氢化非晶/微晶硅薄膜制作薄膜太阳电池是目前比较通行的硅薄膜太阳电池制造技术。与传统玻璃衬底薄膜太阳电池相比，基于有机柔性衬底的薄膜太阳电池具有质轻，可折叠，不易破碎，便于运输等优势，尤其是其所具有的高质量比功率是玻璃衬底无法比拟的，具有良好的应用前景。
有机柔性薄膜衬底具有质软，可卷曲，有弹性等特点，为实现在柔性衬底上的薄膜沉积和器件制造，需要衬底具有相当好的清洁程度。有机柔性衬底不同于玻璃、硅片等硬质衬底，在清洗过程中难于展平又容易被损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，实现对有机柔性衬底的清洗，使之达到半导体器件制造的清洁标准而不对其造成损伤。本发明是清洗用于半导体器件制造的柔性衬底的一种有效方法。
本发明包括退火、支撑拉紧绷平、蹭试、加热超声清洗、真空烘干五个步骤，使衬底达到半导体器件制造要求。
本发明柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法是经过下述的步骤：
1)按尺寸将柔性衬底薄膜裁剪，于200-230℃退火1-3小时，以消除其内在应力；
2)使用支撑装置将柔性衬底薄膜支撑拉紧绷平；
3)用电子清洗剂蹭试薄膜衬底表面，以清除尘埃及颗粒污物，避免对衬底造成宏观划痕损伤；
4)加热水温至50-80℃，使用中性洗涤剂超声波清洗衬底30-60分钟，以去除油污及其它水溶性杂质，用去离子水冲洗数次，氮气吹干；
5)120-140℃真空条件下烘干水汽，备用。
本发明使用的膜支撑装置由框形底座，凹槽，框形压板，螺丝和不锈钢柱组成。框形底座对应的两侧有凹槽，不锈钢柱放置在凹槽内匹配，框形压板放置在框形底座上面，框形底座与框形压板对应，并且分别设置螺孔，螺丝插入螺孔固定框形底座和框形压板，框形内面积处是薄膜衬底的工作面。
使用框形设计，底座及压板中空，框形底座与薄膜衬底之间，可插入一厚薄适中的平板玻璃，有利于器件制造过程中对薄膜衬底进行加热。
本发明所述的清洗方法，对聚酰亚胺薄膜进行清洗，使用等离子体增强化学气相沉积在其上淀积氢化非晶硅/微晶硅薄膜，用直流对靶溅射沉积氧化锌薄膜，膜层平整均匀，不起皱，不脱落。制备的太阳电池具有类似硬质衬底太阳电池的I-V特性输出曲线。
附图说明
图1柔性衬底专用支撑装置整体结构示意图。
图2柔性衬底太阳电池的I-V特性输出曲线。
具体实施方式
本发明使用的柔性衬底太阳电池制备的专用支撑装置的结构见图1，如图所示，1.框形底座，2.框形压板，3.螺丝，4.不锈钢柱，5.薄膜衬底，6.平板玻璃，7.凹槽。
支撑装置由框形底座1，凹槽7，框形压板2，螺丝3和不锈钢柱4组成。框形底座对应的两侧有凹槽，不锈钢柱4放置在凹槽7内匹配，框形压板2放置在框形底座1上面，框形底座1与框形压板2对应，并且分别设置螺孔，螺丝3插入螺孔固定框形底座1和框形压板2，框形内面积处是薄膜衬底的工作面，固定框形内面积为43.0×41.0mm2。
用不锈钢柱4将抻紧的有机柔性薄膜衬底边缘挤进框形底座1的凹槽7中，用框形压板2将不锈钢柱4压住并拧紧螺丝3，即实现对有机柔性薄膜的夹持，在框形底座1与薄膜衬底5之间的空隙处，可插入一厚薄适中的玻璃6，进一步将膜张紧抻平，并有利于器件制造过程中对薄膜衬底5进行均匀加热。
将有机柔性衬底聚酰亚胺薄膜裁剪至43.0×68.0mm2，220℃退火2小时，以消除其内在应力，使用专用支撑装置将其拉紧绷平。用丝绸包裹的海绵蘸取专用电子清洗剂(选用山东长城电子清洗科技有限公司生产的华星牌DZ-1电子工业清洗剂)蹭试薄膜衬底表面，以清除尘埃及颗粒污物，避免对衬底造成宏观划痕损伤；加热水温至70℃，使用中性洗涤剂超声波清洗衬底50分钟，以去除油污及其它水溶性杂质。清洗完成后，用去离子水冲洗数次，氮气吹干，130℃真空条件下烘干水气，供器件制备使用。
使用本发明对聚酰亚胺薄膜进行清洗后，使用等离子体增强化学气相沉积技术在其上淀积氢化非晶硅/微晶硅薄膜，用直流对靶溅射沉积氧化锌薄膜，膜层平整均匀，不起皱，不脱落。制备的太阳电池具有类似硬质衬底太阳电池的I-V特性输出曲线，如图2所示，转换效率达到4.21％。

Claims (6)

1、一种柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，其特征在于它是经过下述的步骤：
1)按尺寸将柔性衬底薄膜裁剪，于200-230℃退火1-3小时，以消除其内在应力；
2)使用专用支撑装置将其支撑拉紧绷平；
3)用电子清洗剂蹭试薄膜衬底表面，以清除尘埃及颗粒污物，避免对衬底造成宏观划痕损伤；
4)加热水温至50-80℃，使用中性洗涤剂超声波清洗衬底30-60分钟，以去除油污及其它水溶性杂质，用去离子水冲洗数次，氮气吹干；
5)120-140℃真空条件下烘干水气，备用。
2、按权利要求1所述的柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，其特征在于：步骤1)于220℃退火2小时。
3、按权利要求1所述的柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，其特征在于：步骤4)加热水温至70℃，使用中性洗涤剂超声波清洗衬底50分钟。
4、按权利要求1所述的柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，其特征在于：用丝绸包裹的海绵蘸取电子清洗剂蹭试薄膜衬底表面。
5、按权利要求1所述的柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，其特征在于：步骤5)于130℃真空条件下烘干。
6、按权利要求1所述的柔性衬底薄膜太阳电池衬底的清洗方法，其特征在于：所述的薄膜裁剪至43.0×68.0mm2。
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河北工业大学硕士学位论文"柔性非晶硅基薄膜太阳电池的研究". 宁豪，18页7-18行，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》电子期刊. 2005 河北工业大学硕士学位论文"柔性非晶硅基薄膜太阳电池的研究". 宁豪，全文，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》电子期刊. 2005
河北工业大学硕士学位论文"柔性非晶硅基薄膜太阳电池的研究". 宁豪，18页7-18行，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》电子期刊. 2005 *
河北工业大学硕士学位论文"柔性非晶硅基薄膜太阳电池的研究". 宁豪，全文，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》电子期刊. 2005 *

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