CN102623549A - 一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102623549A
CN102623549A CN2011104430791A CN201110443079A CN102623549A CN 102623549 A CN102623549 A CN 102623549A CN 2011104430791 A CN2011104430791 A CN 2011104430791A CN 201110443079 A CN201110443079 A CN 201110443079A CN 102623549 A CN102623549 A CN 102623549A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass substrate
film
matte
etching
minutes
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.)
Pending
Application number
CN2011104430791A
Other languages
English (en)
Inventor
王文娜
张大伟
王振云
王�琦
陶春先
黄元申
倪争技
庄松林
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.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
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 University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN2011104430791A priority Critical patent/CN102623549A/zh
Publication of CN102623549A publication Critical patent/CN102623549A/zh
Pending legal-status Critical Current

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

一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法，步骤如下：用金刚砂粉末与水搅拌均匀制备成刻蚀液待用；将玻璃基片放进去离子水中，超声清洗15分钟；再用镊子把玻璃基片夹进装有盐酸的大烧杯中，超声清洗15分钟后放进装有纯乙醇和丙酮的烧杯中清洗待用；将清洗过的玻璃基片放于刻蚀液上，沿顺时针方向均匀用力对玻璃基片进行刻蚀，刻蚀时间为2分钟；刻蚀之后清洗，烘干即可得到绒面玻璃基片；在绒面玻璃基片上真空蒸发镀制AZO薄膜，真空度≤10-3Pa，镀膜时间1个小时；在氮气和空气气氛中，在400℃的温度范围内进行热处理，热处理时间为15min；即镀制成绒面AZO薄膜。本发明不采用酸腐蚀方法，避免了废水对环境的污染，并有效提高了太阳能电池的光电转化效率。

Description

一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜(AZO)制备方法，特别用于薄膜太阳能电池。涉及玻璃加工、薄膜太阳能电池光伏电池和光伏建筑一体化材料的制造技术领域。
背景技术
透明导电氧化物薄膜(TCO)作为前电极被广泛应用于微电子如光电转换器件、平板显示及薄膜太阳能电池等领域。目前，广泛应用的透明导电氧化物薄膜为氧化铟锡(ITO)，它以制备技术成熟，性能稳定而被公认为光电综合性能最佳的使用透明导电薄膜。然而，ITO价格昂贵，In元素有毒且资源稀少，ITO靶材较难制备，沉积工艺相对要求严格，因此，人们一直在寻找ITO的替代材料。掺铝氧化锌薄膜(AZO)作为TCO材料之一，具有优异的光电性能，价格低廉、无毒，化学和热稳定性好，因而得到了广泛的关注；另一个重要方面就是经表面刻蚀后的AZO薄膜，与平面AZO薄膜相比透过率相差不大，但其绒面结构陷光效果非常好，可以极大的增加太阳能电池的光电转换效率，因此非常适合作太阳能电池的前电极，具有很好的应用前景。
目前制备绒面AZO透明导电膜的方法一是先用磁控溅射工艺在玻璃上镀光滑的AZO薄膜，然后用酸腐蚀或离子束刻蚀的方法形成绒面(文献：Modification of AZO thin-filmproperties by annealing and ion etching，Vacuum，2010，84，p215-217)；二是控制实验参数直接沉积出绒面AZO透明导电膜(文献：磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜.光电子.激光.2010，21(4)，p559-564)。然而方法一采用酸腐蚀的方法，废水会对环境造成污染，并且刻蚀过程复杂；而方法二制得的薄膜绒面效果不显著，无法满足太阳能电池绒面AZO透明导电膜的要求。
发明内容
本发明公开了一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法，可以有效克服现有制备绒面AZO透明导电膜存在的环境污染、刻蚀过程复杂、制得的薄膜绒面效果不显著，无法满足太阳能电池绒面AZO透明导电膜的要求等弊端。采用本发明制备方法不仅简单易行，而且可以有效增加光线在薄膜中的光程，从而增加光的吸收量，进而提高太阳能电池的光电转化效率。
一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(A)用金刚砂粉末6g与6ml水搅拌均匀，制备成刻蚀液待用；
(B)将玻璃基片放进去离子水中，超声清洗15分钟；用镊子把玻璃基片夹进装有盐酸的大烧杯中，超声清洗15分钟后放进装有纯乙醇和丙酮的烧杯中清洗，待用；
(C)在玻璃基片上均匀旋涂准备好的刻蚀液：将清洗过的玻璃基片轻轻放于刻蚀液上，沿顺时针方向均匀用力对玻璃基片进行刻蚀，刻蚀时间为2min；
(D)刻蚀之后进行清洗，烘干，即可得到绒面玻璃基片；
(E)在绒面玻璃基片上真空蒸发镀制AZO薄膜，真空度≤10-3Pa，镀膜时间1h；
(F)在氮气和空气气氛中，在400℃的温度范围内进行热处理，热处理时间为15min；即镀制成功绒面AZO薄膜。
本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明采用金刚砂对玻璃基片进行前处理，不采用酸腐蚀方法，避免了废水对环境的污染。
2、本发明比一般的镀制后刻蚀或直接沉积得到的绒面AZO透明导电膜具有更加优异的绒面效果，可以有效增加光线在薄膜中的光程，从而增加光的吸收量，进而提高太阳能电池的光电转化效率。
附图说明
图1302.5号金刚砂刻蚀后的玻璃基片表面的AFM形貌；
图2303号金刚砂刻蚀后的玻璃基片表面的AFM形貌；
图3304号金刚砂刻蚀后的玻璃基片表面的AFM形貌；
图4302.5号金刚砂刻蚀后的玻璃基底上蒸镀的AZO薄膜绒面的AFM形貌；
图5303号金刚砂刻蚀后的玻璃基底上蒸镀的AZO薄膜绒面的AFM形貌；
图6304号金刚砂刻蚀后的玻璃基底上蒸镀的AZO薄膜绒面的AFM形貌；
图7未刻蚀玻璃基底制得的AZO薄膜的光谱透过率；
图8对玻璃基底进行绒面处理制备的AZO薄膜的光谱透过率。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
(1)用302.5型号的金刚砂粉末6g与6ml水搅拌均匀，制成刻蚀液待用；
(2)将载玻片放进去离子水中，超声清洗15分钟；用镊子把玻璃基片夹进装有适当浓度盐酸的大烧杯中，超声清洗15分钟后放进装有纯乙醇和丙酮的烧杯中清洗，待用。
(3)在玻璃基片上均匀旋涂准备好的刻蚀液：将清洗过的载玻片轻轻放于刻蚀液上，沿顺时针方向均匀用力对玻璃基片进行刻蚀，刻蚀时间为2min；
(4)刻蚀之后进行清洗，烘干，即可得到绒面的玻璃基片；表面形貌如如图1所示。
(5)在处理好的绒面玻璃上真空蒸发镀制AZO薄膜，真空度≤10-3Pa，镀膜时间1h。
(6)在氮气和空气气氛中，在400℃的温度范围内进行热处理，热处理时间为15min。
镀制成功的AZO薄膜，表面形貌如图4所示。
实施例2：
(1)用303型号的金刚砂粉末6g与6ml水搅拌均匀，制备成刻蚀液待用；
(2)将载玻片放进去离子水中，超声清洗15分钟；用镊子把玻璃基片夹进装有适当浓度盐酸的大烧杯中，超声清洗15分钟后放进装有纯乙醇和丙酮的烧杯中清洗，待用；
(3)在玻璃基片上均匀旋涂准备好的刻蚀液：将清洗过的载玻片轻轻放于刻蚀液上，沿顺时针方向均匀用力对玻璃基片进行刻蚀，刻蚀时间为2min；
(4)刻蚀之后进行清洗，烘干，即可得到绒面的玻璃基片。表面形貌如如图2所示。
(5)清洗好绒面玻璃，在处理好的绒面玻璃上真空蒸发镀制AZO薄膜，真空度≤10-3Pa，镀膜时间1h；
(6)在氮气和空气气氛中，在400℃的温度下进行热处理，热处理时间为15min。镀制成功的AZO薄膜。表面形貌如图5所示。
实施例3：
(1)用304型号的金刚砂粉末6g与6ml水搅拌均匀，制备成刻蚀液待用；
(2)将载玻片放进去离子水中，超声清洗15分钟；用镊子把玻璃基片夹进装有适当浓度盐酸的大烧杯中，超声清洗15分钟后放进装有纯乙醇和丙酮的烧杯中清洗，待用；
(3)在玻璃基片上均匀旋涂准备好的刻蚀液，将清洗过的载玻片轻轻放于刻蚀液上，沿顺时针方向均匀用力对玻璃基片进行刻蚀，刻蚀时间为2min；
(4)刻蚀之后进行清洗，烘干，即可得到绒面的玻璃基片；表面形貌如如图3所示。
(5)清洗好绒面玻璃，在处理好的绒面玻璃上真空蒸发镀制AZO薄膜，真空度≤10-3Pa，镀膜时间1h。
(6)在氮气和空气气氛中，在400℃的温度范围内进行热处理，热处理时间为15min。镀制成功的AZO薄膜。表面形貌如图6所示。
图1-3为302.5，303，304号金刚砂刻蚀出的玻璃基片表面的AFM形貌，扫描范围均为8um×8um，观察三幅图的AFM表面形貌可以发现，用金刚砂刻过的玻璃已呈现凹凸不平的表面形貌结构。三种型号的金刚砂中，302.5型号的金刚砂的颗粒最大，304型号的金刚砂的颗粒最小。图1中刻蚀玻璃的凹坑的坑深约为160nm，图2中蚀刻玻璃的坑深为约150nm，图3中蚀刻玻璃的坑深为约为140nm。图4-6为在刻蚀过的玻璃上通过真空蒸发镀膜法制备的AZO薄膜的AFM表面形貌，虽然图片有拉丝现象，但依然可以看到薄膜表面凹凸不平的绒面结构。从而证明了这种方法的可行性。针对不同的要求可以选用不同型号的金刚砂，根据需要的粗糙度可以改变刻蚀时间的不同及薄膜镀制时间的控制来获得。图7为未刻蚀玻璃基底制得的AZO薄膜的光谱透过率，图8为对玻璃基底进行绒面处理制备的AZO薄膜的光谱透过率，比较图1和图8可知，光谱透过率并未发生明显变化，可见光光谱透过率仍能保持在80％以上。

Claims (1)

1.一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(A)用金刚砂粉末6g与6ml水搅拌均匀，制备成刻蚀液待用；
(B)将玻璃基片放进去离子水中，超声清洗15分钟；用镊子把玻璃基片夹进装有盐酸的大烧杯中，超声清洗15分钟后放进装有纯乙醇和丙酮的烧杯中清洗，待用；
(C)在玻璃基片上均匀旋涂准备好的刻蚀液：将清洗过的玻璃基片轻轻放于刻蚀液上，沿顺时针方向均匀用力对玻璃基片进行刻蚀，刻蚀时间为2min；
(D)刻蚀之后进行清洗，烘干，即可得到绒面玻璃基片；
(E)在绒面玻璃基片上真空蒸发镀制AZO薄膜，真空度≤10-3Pa，镀膜时间1h；
(F)在氮气和空气气氛中，在400℃的温度范围内进行热处理，热处理时间为15min；即镀制成功绒面AZO薄膜。
CN2011104430791A 2011-12-26 2011-12-26 一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法 Pending CN102623549A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104430791A CN102623549A (zh) 2011-12-26 2011-12-26 一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104430791A CN102623549A (zh) 2011-12-26 2011-12-26 一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102623549A true CN102623549A (zh) 2012-08-01

Family

ID=46563342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104430791A Pending CN102623549A (zh) 2011-12-26 2011-12-26 一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102623549A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832293A (zh) * 2012-09-21 2012-12-19 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种硅基薄膜太阳能电池用绒面azo薄膜的制备方法
CN108165939A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种绒面azo薄膜的制备方法
CN113130770A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 河南大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030226378A1 (en) * 2001-06-15 2003-12-11 Nihon Microcoating Co., Ltd. Slurry for and method of texturing surface of glass substrate
CN101855181A (zh) * 2007-08-31 2010-10-06 Csg索拉尔有限公司 玻璃的研磨-蚀刻纹理化

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030226378A1 (en) * 2001-06-15 2003-12-11 Nihon Microcoating Co., Ltd. Slurry for and method of texturing surface of glass substrate
CN101855181A (zh) * 2007-08-31 2010-10-06 Csg索拉尔有限公司 玻璃的研磨-蚀刻纹理化

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国科技纵横》 20100806 菅一帆等 "太阳能电池用透明导电膜绒面直接制备方法" 115 1 , 第12期 *
菅一帆等: ""太阳能电池用透明导电膜绒面直接制备方法"", 《中国科技纵横》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832293A (zh) * 2012-09-21 2012-12-19 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种硅基薄膜太阳能电池用绒面azo薄膜的制备方法
CN108165939A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种绒面azo薄膜的制备方法
CN113130770A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 河南大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN113130770B (zh) * 2021-04-16 2022-03-11 河南大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2717320B1 (en) Preparation method for surface-textured conductive glass and its application for solar cells
CN101692357A (zh) 一种绒面掺杂氧化锌透明导电薄膜的制备方法
CN102157575A (zh) 新型多层膜结构的透明导电氧化物薄膜及其制备方法
CN102712999B (zh) 涂覆基材的方法
CN106835012A (zh) 一种绒面铝掺杂氧化锌薄膜的制备方法
CN102664198A (zh) 宽光谱陷光氧化锌透明导电薄膜及其制备方法
CN102623549A (zh) 一种太阳能电池前电极的绒面掺铝氧化锌薄膜制备方法
CN107217232A (zh) 一种提高氧化锌透明导电薄膜化学稳定性的方法
CN102623569A (zh) 薄膜太阳能电池的绒面透明导电氧化物薄膜的制备方法
KR20130107905A (ko) 기판에 텍스처가 형성된 2중 텍스처 구조의 칼코게나이드계 태양전지의 제조방법 및 이에 따라 제조된 칼코게나이드계 태양전지
CN103928576A (zh) SnS/ZnS叠层薄膜太阳能电池制备方法
CN102839348B (zh) 掺氟氧化锡薄膜的制备方法
CN102786228A (zh) 碱腐蚀制备减反射玻璃的方法
CN102881727B (zh) 一种具有高导电性的减反射膜及其制备方法
Das et al. Texturization of ZnO: Al surface by reactive ion etching in SF 6/Ar, CHF 3/Ar plasma for application in thin film silicon solar cells
CN102220562A (zh) 一种绒面结构氧化锌透明导电薄膜的制备方法
CN101807612B (zh) 薄膜太阳能电池及其制造方法
CN103647001B (zh) 一种绒面透明导电膜及其制备方法
CN210956690U (zh) 一种n型硅片的异质结太阳能电池
CN103183480A (zh) Azo镀膜玻璃的制备方法
CN102709156A (zh) 一种ZnO基透明导电薄膜湿法刻蚀方法
CN103203912A (zh) 一种新型azo镀膜玻璃及其制备工艺
CN102709378A (zh) 一种选择性发射极晶体硅太阳能电池的制备方法
CN103204633B (zh) 一种具有多种刻蚀模式的刻蚀系统
CN102315337B (zh) 基于蒙砂处理提高导电基板光电转换率的工艺及导电玻璃

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120801