CN101702417B - 一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法 - Google Patents

一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法。它具有方法简单,成本低,原材料利用率高等优点,它的步骤为:1)导电玻璃清洗;2)真空蒸发沉积硫化镉;3)采用气体输运沉积碲化镉;4)磁控溅射沉积铬;5)磁控溅射沉积钼;6)磁控溅射沉积铝;7)完成电池制作。

Description

一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法。
背景技术
目前碲化镉太阳电池的制作方法为近空间升华方法,有如下一些缺点:1设备结构复杂,要求控温精度高;2源制作复杂,对工艺要求较高;3生产得到的光电转换效率低;4原材料利用率低。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题,提供一种具有方法简单,成本低,原材料利用率高等优点的制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
●用高纯水配制浓度为0.1%-20%的氢氧化钠溶液;
●将要清洗的导电玻璃浸泡在配制好的氢氧化钠溶液中,室温下浸泡时间为5-20分钟;
●用滚刷反复清洗导电玻璃表面1-5分钟;
●用高纯水配制浓度为0.1%-20%的氢氟酸溶液;
●将刷洗后的导电玻璃浸泡在配制好的氢氟酸溶液中,室温下浸泡时间为1-10分钟;
●将导电玻璃从氢氟酸溶液中取出,放入去离子水中室温下漂洗1-5分钟;
●将导电玻璃从去离子水中取出,放入无水乙醇中脱水即可。
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内。抽真空到0.01pa-0.0001pa,温度为室温,生长厚度为50-500nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,放到气体输运沉积设备中,设备抽真空到1-100pa,将导电玻璃加热到400-1000摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末0.1kg-50kg,将沉积源加热到500-1000摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间1-10分钟,生长厚度为1-10微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤4中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5-500nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤5相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5-500nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤5相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5-500nm的铝层
7)完成电池制作。
本发明的有益效果为:1.设备成本低,20MW的组件生产线,建造成本为5000万元,相当于近空间升华制造设备价格的一半;
2.成膜速度快,碲化镉的最快成膜速度为每分钟4平方米,相当于近空间升华设备的2倍;
3.原材料利用率高,原材料利用率接近90%;
4.产品光电转换效率高,最高可达12%的光电转换效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1;
一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内,抽真空到0.01pa,温度为室温,生长厚度为50nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,气体输运沉积设备中,设备抽真空到1pa,将导电玻璃加热到400摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末0.1kg,将沉积源加热到500摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间1分钟,生长厚度为1微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤3中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5nm的铝层;
7)完成电池制作。
实施例2:
一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内,抽真空到0.008pa,温度为室温,生长厚度为100nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,气体输运沉积设备中,设备抽真空到30pa,将导电玻璃加热到600摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末2kg,将沉积源加热到700摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间4分钟,生长厚度为3微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤3中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为100nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为100nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为100nm的铝层;
7)完成电池制作。
实施例3:
一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内,抽真空到0.001pa,温度为室温,生长厚度为300nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,气体输运沉积设备中,设备抽真空到70pa,将导电玻璃加热到800摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末5kg,将沉积源加热到900摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间8分钟,生长厚度为7微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤3中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为300nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为300nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为300nm的铝层;
7)完成电池制作。
实施例4:
1.一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内,抽真空到0.0001pa,温度为室温,生长厚度为500nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,气体输运沉积设备中,设备抽真空到100pa,将导电玻璃加热到1000摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末7kg,将沉积源加热到1000摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间10分钟,生长厚度为10微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤3中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为500nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为500nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为500nm的铝层;
7)完成电池制作。
实施例5:
一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内,抽真空到0.005pa,温度为室温,生长厚度为200nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,气体输运沉积设备中,设备抽真空到50pa,将导电玻璃加热到700摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末10kg,将沉积源加热800摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间6分钟,生长厚度为5微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤3中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为200nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为200nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤4相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为200nm的铝层;
7)完成电池制作。

Claims (6)

1.一种制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,它的步骤为:
1)导电玻璃清洗;
2)真空蒸发沉积硫化镉;
将步骤1)清洗好的导电玻璃,放入真空镀膜机内,抽真空到0.01pa-0.0001pa,温度为室温,生长厚度为50-500nm的硫化镉薄膜;
3)采用气体输运沉积碲化镉;
在将生长了一定厚度硫化镉薄膜的导电玻璃,送入气体输运沉积设备中,设备抽真空到1-100pa,将导电玻璃加热到400-1000摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末0.1kg-50kg,将沉积源加热到500-1000摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间1-10分钟,生长厚度为1-10微米的碲化镉薄膜;
4)磁控溅射沉积铬
将步骤3)中完成的工件,放入磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5-500nm的铬层;
5)磁控溅射沉积钼
在步骤4)相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5-500nm的钼层;
6)磁控溅射沉积铝
在步骤4)相同磁控溅射镀膜机内,按照磁控溅射标准工艺生长厚度为5-500nm的铝层;
7)完成电池制作。
2.如权利要求1所述的制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,所述步骤2)中,抽真空到0.001pa-0.008pa,温度为室温,生长厚度为100-300nm的硫化镉薄膜。
3.如权利要求1所述的制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,所述步骤3)中,设备抽真空到30-70pa,将导电玻璃加热到600-800摄氏度,在沉积源中放入碲化镉粉末,将沉积源加热到700-900摄氏度,向沉积源通入气体,导电玻璃在沉积源下移动,沉积时间4-8分钟,生长厚度为3-7微米的碲化镉薄膜。
4.如权利要求1所述的制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,所述步骤4)中,铬层厚度为100-300nm。
5.如权利要求1所述的制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,所述步骤5)中,钼层厚度为100-300nm。
6.如权利要求1所述的制作碲化镉薄膜太阳电池的工艺方法,其特征是,所述步骤6)中,铝层厚度为100-300nm。
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