CN101752431B - 一种太阳能电池隔离层及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池隔离层及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101752431B
CN101752431B CN2009102430357A CN200910243035A CN101752431B CN 101752431 B CN101752431 B CN 101752431B CN 2009102430357 A CN2009102430357 A CN 2009102430357A CN 200910243035 A CN200910243035 A CN 200910243035A CN 101752431 B CN101752431 B CN 101752431B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
separator
substrate
preparation
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2009102430357A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101752431A (zh
Inventor
屈飞
李弢
王磊
蒋文文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GRIMN Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals filed Critical Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority to CN2009102430357A priority Critical patent/CN101752431B/zh
Publication of CN101752431A publication Critical patent/CN101752431A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101752431B publication Critical patent/CN101752431B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池隔离层及其制备方法。在不锈钢箔基底上以水蒸气作为反应气体，采用反应溅射法制备Er2O3隔离层：安装靶材，调节靶基距；抽真空至真空度不大于3.0×10-3pa，将基底加热至600～700℃；通入氩气和水蒸气，将气压调至0.1～0.8Pa，其中水分压为0.01～0.04Pa，将溅射功率增加至80～100W，辉光稳定后，沉积20～40分钟，得Er2O3隔离层。反应溅射提高了溅射效率，水蒸气作为反应气体，同时防止了靶材表面和不锈钢箔的氧化，提高了沉积速率的可控性，可满足工业化制备要求，制备的Er2O3隔离层结晶较好。

Description

一种太阳能电池隔离层及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池隔离层及其制备方法。
背景技术
柔性薄膜太阳能电池具有成本低、重量轻、可弯曲等优点，是太阳能电池发展的重要方向。柔性薄膜太阳能电池是采用薄膜制备技术在柔性衬底(如不锈钢箔、铝箔、镍箔、有机聚合物膜等)上沉积电池各功能层的方法制备。目前应用较多的是不锈钢箔衬底，为防止不锈钢衬底元素扩散进入太阳能电池吸收层，降低太阳能电池转换效率，必须在衬底和电池底电极之间制备一层隔离层，以阻止衬底元素扩散进电池吸收层，降低转换效率。一般要求隔离层具有良好的化学稳定性、高的沉积速率、与衬底和底电极热膨胀系数匹配较好。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能电池隔离层及其制备方法。
一种太阳能电池隔离层，其特征在于，该隔离层为Er2O3层。
一种太阳能电池隔离层的制备方法，其特征在于，采用反应溅射法制备Er2O3隔离层。
所述反应溅射法制备Er2O3隔离层包括以下步骤：
(1)以304不锈钢箔为基底，将基底放置在加热器上，安装靶材，调节靶基距为30～50mm；
(2)抽真空至真空度不大于3.0×10-3Pa，打开加热器电源，将基底加热至600～700℃；
(3)通入氩气和水蒸气，将气压调至0.1～0.8Pa，其中水分压为0.01～0.04Pa，开溅射，将溅射功率增加至80～100W，辉光稳定后，移开挡板，开始沉积；
(4)沉积20～40分钟后，关挡板，关溅射，断开氩气和水蒸气，切断加热电源，关真空系统，得Er2O3隔离层。
所述纯金属Er靶纯度为99.9％。
所述水蒸气由真空蓄水罐提供，真空蓄水罐保持恒温，以保持水蒸气蒸发量的恒定。
本发明的有益效果为：Er2O3具有优良的抗腐蚀性能、沉积速率较高，与衬底和底电极热膨胀系数匹配较好，在电池各功能层制备工艺窗口内无相变，是柔性薄膜太阳能电池较为适合的隔离层，所以本发明隔离层材料选用Er2O3层。
本发明在不锈钢箔基底上以水蒸气作为反应气体，采用反应溅射法制备Er2O3隔离层。反应溅射提高了溅射效率，水蒸气作为反应气体，同时防止了靶材表面和不锈钢箔的氧化，提高了沉积速率的可控性，可满足工业化制备要求，制备的Er2O3隔离层结晶较好。
附图说明
图1是本发明所使用设备结构示意图；
图2是本发明实施例1所制备的Er2O3隔离层x射线θ-2θ扫描图；
图3是本发明实施例1所制备的Er2O3隔离层SEM形貌图；
图4是本发明实施例2所制备的Er2O3隔离层x射线θ-2θ扫描图；
图5是本发明实施例2所制备的Er2O3隔离层SEM形貌图；
图6是本发明实施例3所制备的Er2O3隔离层x射线θ-2θ扫描图；
图7是本发明实施例3所制备的Er2O3隔离层SEM形貌图；
图8是本发明实施例3所制备的Er2O3隔离层断面形貌图；
图中标号：1-Ar气质量流量计；2-截止阀；3-溅射靶；4-挡板；5-加热器；6-分子泵；7-机械泵；8-真空计；9-闸板阀；10-蓄水罐；11-控制阀；12-混气室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
以下实施例均在如图1所示的装置中进行。本发明所使用设备结构示意图如图1所示，该设备主要由Ar气质量流量计1，截止阀2、溅射靶3、挡板4、加热器5、分子泵6、机械泵7、真空计8、闸板阀9、蓄水罐10、控制阀11及混气室12组成，采用分子泵6和机械泵7对系统抽真空，以下实施例中均采用此设备。反应溅射所用水蒸气由蓄水罐提供，蓄水罐温度保持25℃，以保持水蒸气蒸发量的恒定。
实施例1
采用反应溅射法制备Er2O3隔离层，以Φ75×5mm的纯金属Er靶(纯度为99.9％)为靶材，包括以下步骤：
(1)将304不锈钢箔先放入酒精中进行超声波清洗2分钟，除去表面的水分；然后放入丙酮中进行超声波清洗3分钟，除去表面的油污；最后用电吹风吹干；将石英基底放置在加热器上，安装靶材，调节靶基距为40mm；
(2)抽真空至真空度不大于3.0×10-3Pa，打开加热器电源，将基底加热至600℃；
(3)通入氩气，调节水蒸气控制阀，水蒸气由蓄水罐提供，蓄水罐温度保持℃，以保持水蒸气蒸发量的恒定，真空计显示水蒸气为1.5×10-2Pa，调节闸板阀至气压为0.5Pa，开溅射，将溅射功率增加至100W，辉光稳定后，移开挡板，开始沉积；
(4)沉积20分钟后，关挡板，关溅射，断开氩气和水蒸气，切断加热电源，关真空系统，得Er2O3隔离层。
Er2O3隔离层x射线θ-2θ扫描见图2，半高宽约0.920°，表明Er2O3隔离层结晶较好，Er2O3隔离层为立方相，且呈(222)取向择优生长。Er2O3隔离层SEM形貌图见图3，表明Er2O3隔离层表面平整、致密、无裂纹。
实施例2
采用反应溅射法制备Er2O3隔离层，以Φ75×5mm的纯金属Er靶(纯度为99.9％)为靶材，包括以下步骤：
(1)将304不锈钢箔先放入酒精中进行超声波清洗2分钟，除去表面的水分；然后放入丙酮中进行超声波清洗3分钟，除去表面的油污；最后用电吹风吹干；将石英基底放置在加热器上，安装靶材，调节靶基距为40mm；
(2)抽真空至真空度不大于3.0×10-3Pa，打开加热器电源，将基底加热至650℃；
(3)通入氩气，调节水蒸气控制阀，水蒸气由蓄水罐提供，蓄水罐温度保持25℃，以保持水蒸气蒸发量的恒定，真空计显示水蒸气为1.5×10-2Pa，调节闸板阀至气压为0.5Pa，开溅射，将溅射功率增加至100W，辉光稳定后，移开挡板，开始沉积；
(4)沉积20分钟后，关挡板，关溅射，断开氩气和水蒸气，切断加热电源，关真空系统，得Er2O3隔离层。
Er2O3隔离层x射线θ-2θ扫描见图4，半高宽约0.812°，表明Er2O3隔离层结晶较好，Er2O3隔离层为三方相，且呈(101)取向择优生长。Er2O3隔离层SEM形貌图见图5，表明Er2O3隔离层表面平整、致密、无裂纹，且呈双晶向生长。
实施例3
采用反应溅射法制备Er2O3隔离层，以Φ75×5mm的纯金属Er靶(纯度为99.9％)为靶材，包括以下步骤：
(1)将304不锈钢箔先放入酒精中进行超声波清洗2分钟，除去表面的水分；然后放入丙酮中进行超声波清洗3分钟，除去表面的油污；最后用电吹风吹干；将石英基底放置在加热器上，安装靶材，调节靶基距为40mm；
(2)抽真空至真空度不大于3.0×10-3Pa，打开加热器电源，将基底加热至650℃；
(3)通入氩气，调节水蒸气控制阀，水蒸气由蓄水罐提供，蓄水罐温度保持25℃，以保持水蒸气蒸发量的恒定，真空计显示水蒸气为3.0×10-2Pa，调节闸板阀至气压为0.5Pa，开溅射，将溅射功率增加至100W，辉光稳定后，移开挡板，开始沉积；
(4)沉积20分钟后，关挡板，关溅射，断开氩气和水蒸气，切断加热电源，关真空系统，得Er2O3隔离层。
Er2O3隔离层x射线θ-2θ扫描见图2，半高宽约0.612°，表明Er2O3隔离层结晶较好，Er2O3隔离层为立方相，且呈(222)取向择优生长。Er2O3隔离层SEM形貌图见图5，表明Er2O3隔离层表面平整、致密、无裂纹。Er2O3隔离层断面形貌见图8，表明涂层与衬底结合良好，且呈柱状生长，涂层生长速率为40nm/min。

Claims (3)

1.一种太阳能电池隔离层的制备方法，该隔离层为Er2O3层，采用反应溅射法制备Er2O3隔离层，其特征在于，所述反应溅射法制备Er2O3隔离层包括以下步骤：
(1)以304不锈钢箔为基底，靶材选用纯金属Er靶，将基底放置在加热器上，安装靶材，调节靶基距为30～50mm；
(2)抽真空至真空度不大于3.0×10-3Pa，打开加热器电源，将基底加热至600～700℃；
(3)通入氩气和水蒸气，将气压调至0.1～0.8Pa，其中水分压为0.01～0.04Pa，开溅射，将溅射功率增加至80～100W，辉光稳定后，移开挡板，开始沉积；
(4)沉积20～40分钟后，关挡板，关溅射，断开氩气和水蒸气，切断加热电源，关真空系统，得Er2O3隔离层。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池隔离层的制备方法，其特征在于，所述纯金属Er靶纯度为99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池隔离层的制备方法，其特征在于，所述水蒸气由真空蓄水罐提供，真空蓄水罐保持恒温，以保持水蒸气蒸发量的恒定。
CN2009102430357A 2009-12-22 2009-12-22 一种太阳能电池隔离层及其制备方法 Active CN101752431B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102430357A CN101752431B (zh) 2009-12-22 2009-12-22 一种太阳能电池隔离层及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102430357A CN101752431B (zh) 2009-12-22 2009-12-22 一种太阳能电池隔离层及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101752431A CN101752431A (zh) 2010-06-23
CN101752431B true CN101752431B (zh) 2011-06-22

Family

ID=42479103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102430357A Active CN101752431B (zh) 2009-12-22 2009-12-22 一种太阳能电池隔离层及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101752431B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101066835A (zh) * 2007-06-11 2007-11-07 中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司 太阳能超白压延玻璃组分

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101066835A (zh) * 2007-06-11 2007-11-07 中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司 太阳能超白压延玻璃组分

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘传标,魏爱香,刘毅.Er203薄膜的光学常数和介电性能.《光学学报》.2009, *
刘传标,魏爱香,刘毅.Er203薄膜的光学常数和介电性能.<<光学学报>>.2009,
邓燕来,邓志军.高纯Er_2O_3靶材的低温无压烧结及性能研究.《稀有金属与硬质合金》.2009, *
邓燕来,邓志军.高纯Er_2O_3靶材的低温无压烧结及性能研究.<<稀有金属与硬质合金>>.2009,

Also Published As

Publication number Publication date
CN101752431A (zh) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102800719B (zh) 一种柔性CdTe薄膜太阳能电池及其制备方法
CN103060768A (zh) 一种非晶硅薄膜的低温快速晶化方法
CN101245442A (zh) 多元共蒸发制备铟镓锑类多晶薄膜的方法
CN109546076B (zh) 一种三明治结构型锂硫电池正极片的制备方法
CN102628163B (zh) 碲化镉薄膜太阳能电池背接触层制作方法及立式镀膜装置
CN104513958A (zh) 一种磁控溅射制备氮化硅膜的方法
CN101752431B (zh) 一种太阳能电池隔离层及其制备方法
CN103302917A (zh) 一种双吸收层TiON耐候性光热涂层及其制备方法
CN107937871A (zh) 一种燃料电池双极板复合涂层及其制备方法
CN106884141A (zh) 一种Ti2AlC MAX相薄膜的制备方法
CN104089423A (zh) 全玻璃高温真空集热管及其镀膜方法
CN104404462B (zh) 一种共溅射低温快速制备多晶硅薄膜的方法
CN201463375U (zh) 一种太阳能集热管
CN103426976B (zh) 一种利用可重复使用的衬底制备多晶硅薄膜的方法
CN102828152A (zh) 一种低电阻率Mo薄膜的制备方法
CN105470115A (zh) 一种将砷化镓外延层转移至金属柔性衬底的方法
CN102492922B (zh) 一种采用热蒸发GeC制备石墨烯的方法
CN102290339B (zh) 铜铟镓硒靶材连续溅射制备cigs太阳电池吸收层的新工艺
CN102817004B (zh) 一种中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法及其专用装置
CN101724819B (zh) 一种制备Er2O3涂层的方法
CN201917132U (zh) 一种太阳能集热器用防过热膜层
CN101892460A (zh) 一种制备二氧化钛多孔膜的方法
CN101776338B (zh) 太阳能高温吸热CrFeON薄膜及其制备工艺
CN102032696B (zh) 一种太阳能集热器用防过热膜层
CN109402573B (zh) 一种大尺寸基板蒸镀装置及利用该蒸镀装置制备CdTe太阳能镀膜的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190402

Address after: 101407 No. 11 Xingke East Street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing

Patentee after: Research Institute of engineering and Technology Co., Ltd.

Address before: 100088, 2, Xinjie street, Beijing

Patentee before: General Research Institute for Nonferrous Metals