CN102623570A - 碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法 - Google Patents

碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102623570A
CN102623570A CN201210105545XA CN201210105545A CN102623570A CN 102623570 A CN102623570 A CN 102623570A CN 201210105545X A CN201210105545X A CN 201210105545XA CN 201210105545 A CN201210105545 A CN 201210105545A CN 102623570 A CN102623570 A CN 102623570A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tin oxide
magnetron sputtering
solar battery
resistance layer
cadmium telluride
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
CN201210105545XA
Other languages
English (en)
Inventor
傅干华
彭寿
潘锦功
谢义成
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.)
CHENGDU COE APOLLO SOLAR Co Ltd
Original Assignee
CHENGDU COE APOLLO SOLAR Co Ltd
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 CHENGDU COE APOLLO SOLAR Co Ltd filed Critical CHENGDU COE APOLLO SOLAR Co Ltd
Priority to CN201210105545XA priority Critical patent/CN102623570A/zh
Publication of CN102623570A publication Critical patent/CN102623570A/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)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

本发明提供了一种碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法，是在交流磁控溅射仪中加热FTO透明导电玻璃至450–520oC，再于磁控溅射腔体中，氩气保护和0.1-0.4mbar压强条件下在FTO透明导电玻璃上磁控溅射沉积本征氧化锡；氧化锡的结晶状况较佳；而且，通过控制磁控溅射靶材中氧与锡的比例来控制所沉积薄膜中氧空位的数量，减少了氧空位的产生，降低其导电特性，产品绝缘特性好，从而克服化学气相沉积等方法导致的高阻层绝缘特性不佳的问题，所得高阻层表面平滑，粗糙度低，而具有该方法所得高阻层的碲化镉薄膜太阳能电池的初始转换效率、开路电压、填充因子更高，电池性能更优异。

Description

碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法
技术领域
本发明涉及薄膜太阳能电池，特别涉及一种碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法。
背景技术
一般来说，生产在玻璃衬底上的碲化镉薄膜太阳能电池基本依次要生长如下几种薄膜：透明导电层，高阻层，n型硫化镉层，p型碲化镉层以及背接触层。透明导电层的作用是与外接电极形成良好的导电接触并提高电流收集的能力，高阻层可以降低窗口层（即硫化镉层）的厚度，改进电池对短波长光的响应，并尽可能减少窗口层（及硫化镉层）中的穿孔引起的正向电流。
目前使用最为广泛的透明导电层和高阻层组合通常为氟掺杂的氧化锡（FTO）和本征氧化锡（SnO2）组合，原因是这两种薄膜能够承受碲化镉薄膜沉积所需要的超过500oC的高温环境，而且生产成本较低。在碲化镉薄膜太阳能电池中，对于高阻层的要求是电阻高，薄膜表面平滑。而目前氟掺杂的氧化锡和本征氧化锡层的制作方法主要是化学气相沉积法（CVD）。该方法制作出来的本征氧化锡层表面粗糙度较大，不利于后续薄膜的生长，元素成分分析显示虽然其没有其他元素掺杂，但绝缘特性却不是很好。这主要是由于在化学气相沉积过程中形成了较多氧空位，这些氧空位对于氧化锡的导电特性其着重要的作用。
发明内容
本发明的目的是克服所述缺陷，提供一种碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法，采用该方法制备的高阻层表面平滑，粗糙度低，且绝缘特性好。
本发明的技术目的是通过以下方案来实现的：
一种碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法，是在FTO透明导电玻璃上沉积高阻层，所述高阻层的材料为本征氧化锡并采用如下步骤进行沉积：（1）在直流磁控溅射仪中加热所述FTO透明导电玻璃至450–520oC；（2）在磁控溅射腔体中，于氩气保护和0.1-0.4mbar压强条件下在FTO透明导电玻璃上磁控溅射沉积本征氧化锡。
由于本发明方法是在较高的衬底温度下采用磁控溅射技术沉积本征氧化锡薄膜，在等离子体的辅助作用下，氧化锡的结晶状况较佳；另一方面，氧化锡的带隙为3.7电子伏特。众所周知，对于半导体材料，如果其费米能级越接近于导带，其导电特性越好；越偏离于导带，其导电特性越差。紫外光电子谱测量表明，采用化学气相法沉积得到的氧化锡费米能级到导带间距为0.9电子伏特，而采用本发明沉积得到的高阻层费米能级到价带间距为1.3电子伏特，采用本发明得到的氧化锡层的绝缘特性较好。此外，原子力显微镜测量表明，现有技术采用化学气相法沉积得到的本征氧化锡层表面粗糙度为16~20纳米，而采用本发明方法制得的本征氧化锡层表面粗糙度只有7~10纳米，更有利于后续薄膜的沉积。
优选的，所述本征氧化锡的O与Sn的原子百分比为2.05~2.15；在该比例范围内，原子百分比越高，氧空位的产生越小，高阻层的导电性越低。
优选的，沉积过程中玻璃衬底的温度为450–520oC。
优选的，本征氧化锡的沉积厚度为30-150纳米。
本发明的有益效果：本发明的方法是在较高的衬底温度下采用磁控溅射技术沉积本征氧化锡薄膜，在等离子体的辅助作用下，氧化锡的结晶状况较佳；而且，通过控制磁控溅射靶材中氧与锡的比例来控制所沉积薄膜中氧空位的数量，减少了氧空位的产生，降低其导电特性，产品绝缘特性好，从而克服化学气相沉积等方法导致的高阻层绝缘特性不佳的问题，所得高阻层表面平滑，粗糙度低，而具有该方法所得高阻层的碲化镉薄膜太阳能电池的初始转换效率、开路电压、填充因子更高，电池性能更优异。
附图说明
图1为采用本发明方法制得的产品的结构示意图。
其中，1为玻璃衬底，2为氟掺杂的氧化锡层，玻璃衬底1与氟掺杂的氧化锡层2构成FTO透明导电玻璃，3为本征氧化锡层，4为硫化镉层，5为碲化镉层，6为背接触层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。
实施例1
将FTO透明导电玻璃置于交流磁控溅射仪中并加热到450oC。当磁控溅射腔体的本底真空达到1×10-3毫巴时，往腔体中充入氩气，使腔体内压强达到0.1毫巴，以不掺杂的氧化锡（即本征氧化锡）为靶材，氧化锡的O与Sn的原子百分比为2.08。然后打开磁控溅射电源，在FTO透明导电玻璃的氟掺杂氧化锡层2外表面进行磁控溅射沉积本征氧化锡，5分钟后本征氧化锡层的厚度达到30纳米时，关闭磁控溅射电源，停止往腔体中充入氩气并中止玻璃衬底的加热，待玻璃冷却到200oC以下后传输出磁控溅射腔体。
实施例2
将FTO透明导电玻璃置于交流磁控溅射仪中并加热到470oC。当磁控溅射腔体的本底真空达到1×10-4毫巴时，往腔体中充入氩气，使腔体内压强达到0.2毫巴，再以本征氧化锡为靶材，本征氧化锡的O与Sn的原子百分比为2.12，打开磁控溅射电源，在FTO透明导电玻璃的氟掺杂氧化锡层2外表面进行磁控溅射沉积本征氧化锡，待本征氧化锡层的厚度达到60纳米时，关闭磁控溅射电源，停止往腔体中充入氩气并中止玻璃衬底的加热，待玻璃冷却到150oC以下后传输出磁控溅射腔体。
实施例3
将FTO透明导电玻璃置于交流磁控溅射仪中并加热到490oC。当磁控溅射腔体的本底真空达到1×10-4毫巴时，往腔体中充入氩气，使腔体内压强达到0.3毫巴，再以本征氧化锡为靶材，本征氧化锡的O与Sn的原子百分比为2.10，打开磁控溅射电源，在FTO透明导电玻璃的氟掺杂氧化锡层2外表面进行磁控溅射沉积本征氧化锡，待本征氧化锡层的厚度达到90纳米时，关闭磁控溅射电源，停止往腔体中充入氩气并中止玻璃衬底的加热，待玻璃冷却到170oC以下后传输出磁控溅射腔体。
实施例4
将FTO透明导电玻璃传输到交流磁控溅射仪中并加热到520oC。当磁控溅射腔体的本底真空达到1×10-5毫巴时，往腔体中充入氩气，使腔体内压强达到0.4毫巴，以本征氧化锡为靶材，靶材中O与Sn的原子百分比为2.05，在FTO透明导电玻璃的氟掺杂氧化锡层2外表面进行磁控溅射沉积本征氧化锡，待本征氧化锡层的厚度达到120纳米时，关闭磁控溅射电源，停止往腔体中充入氩气并中止玻璃衬底的加热，待玻璃冷却到100oC以下后传输出磁控溅射腔体。
实施例5
将FTO透明导电玻璃传输到交流磁控溅射仪中并加热到500oC。当磁控溅射腔体的本底真空达到1×10-5毫巴时，往腔体中充入氩气，使腔体内压强达到0.4毫巴，以本征氧化锡为靶材，靶材中O与Sn的原子百分比为2.15，在FTO透明导电玻璃的氟掺杂氧化锡层2外表面进行磁控溅射沉积本征氧化锡，待本征氧化锡层的厚度达到150纳米时，关闭磁控溅射电源，停止往腔体中充入氩气并中止玻璃衬底的加热，待玻璃冷却到50oC以下后传输出磁控溅射腔体。
实施例产品技术效果验证，具体操作如下：
1、         制备与上述各实施例规格相同的产品，区别在于高阻层采用化学气相沉积法进行沉积，得到对比例1、对比例2、对比例3、对比例4和对比例5。
2、         在实施例1-5和对比例1-5的产品上，均用近空间升华发法沉积100纳米厚度的硫化镉层4和5微米厚度的碲化镉层5，于碲化镉层外表面喷涂一层350nm厚的CdCl2，然后于400℃的真空条件下进行热处理15min，再用浓度为分别为70%和25%的磷酸和硝酸混合水溶液腐蚀碲化镉层，去除碲化镉层表面的氧化物后，喷涂浓度为1×10-6摩尔的氯化铜水溶液；再于255oC温度下加热产品10分钟，冷却，用清水清洗产品碲化镉层外表面，最后用磁控溅射法沉积金属金作为背接触层，得到对应的碲化镉薄膜太阳能电池。
3、         测试各实施例和对比例的电池性能，具体结果如下表：
上表数据显示，本发明方法得到的高阻层导电特性更低，具有所述高阻层结构的碲化镉薄膜太阳能电池的初始转换效率、开路电压、填充因子更高，电池性能更优异。
最后需要说明，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (3)

1. 一种碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法，是在FTO透明导电玻璃上沉积高阻层，所述高阻层的材料为本征氧化锡，其特征在于：包括如下步骤：（1）在交流磁控溅射仪中加热FTO透明导电玻璃至450–520oC；（2）在磁控溅射腔体中，于氩气保护和0.1-0.4mbar压强条件下在FTO透明导电玻璃上磁控溅射沉积本征氧化锡。
2.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法，其特征在于：所述本征氧化锡的O与Sn的原子百分比为2.05~2.15。
3.根据权利要求2所述的碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法，其特征在于：本征氧化锡的沉积厚度为30-150纳米。
CN201210105545XA 2012-04-12 2012-04-12 碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法 Pending CN102623570A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210105545XA CN102623570A (zh) 2012-04-12 2012-04-12 碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210105545XA CN102623570A (zh) 2012-04-12 2012-04-12 碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102623570A true CN102623570A (zh) 2012-08-01

Family

ID=46563363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210105545XA Pending CN102623570A (zh) 2012-04-12 2012-04-12 碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102623570A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107742651A (zh) * 2017-08-31 2018-02-27 成都中建材光电材料有限公司 一种含高阻层有自清洁作用的碲化镉薄膜电池
CN109280886A (zh) * 2018-08-09 2019-01-29 滁州盛诺电子科技有限公司 一种高阻膜及其制备工艺和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0197315A (ja) * 1987-10-08 1989-04-14 Toshiba Glass Co Ltd 酸化錫導電膜の形成方法
CN101447533A (zh) * 2008-12-29 2009-06-03 上海太阳能电池研究与发展中心 用于薄膜太阳能电池的透明低阻/高阻复合膜的制备方法
CN102074590A (zh) * 2010-11-11 2011-05-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 碲化镉薄膜太阳能电池结构中的背接触电极及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0197315A (ja) * 1987-10-08 1989-04-14 Toshiba Glass Co Ltd 酸化錫導電膜の形成方法
CN101447533A (zh) * 2008-12-29 2009-06-03 上海太阳能电池研究与发展中心 用于薄膜太阳能电池的透明低阻/高阻复合膜的制备方法
CN102074590A (zh) * 2010-11-11 2011-05-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 碲化镉薄膜太阳能电池结构中的背接触电极及制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚菲菲等: "磁控反应溅射制备的SnO2多晶薄膜及其特性", 《半导体光电》 *
曾维强等: "基底温度对直流磁控溅射ITO透明导电薄膜性能的影响", 《中国激光》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107742651A (zh) * 2017-08-31 2018-02-27 成都中建材光电材料有限公司 一种含高阻层有自清洁作用的碲化镉薄膜电池
CN109280886A (zh) * 2018-08-09 2019-01-29 滁州盛诺电子科技有限公司 一种高阻膜及其制备工艺和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107871795B (zh) 一种基于柔性钼衬底的镉掺杂铜锌锡硫硒薄膜的带隙梯度的调控方法
JP2005108467A (ja) 透明導電性シートおよびそれを用いた光増感太陽電池。
CN102694066B (zh) 一种提高太阳能电池板光电转换效率的方法
EP3025374A1 (en) Tellurium enriched back contact paste with copper
JP2017508703A (ja) コーティングされたグレイジング
CN111063809A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN101497992A (zh) 用等离子体轰击制备绒面氧化锌透明导电镀膜玻璃的方法
CN104810114B (zh) 高透光率柔性聚酰亚胺基底ito导电薄膜及其制备方法与应用
WO2014036489A1 (en) METHOD OF CONTROLLING THE AMOUNT OF Cu DOPING WHEN FORMING A BACK CONTACT OF A PHOTOVOLTAIC CELL
CN100565716C (zh) 透明导电薄膜及其制备方法
CN107217232A (zh) 一种提高氧化锌透明导电薄膜化学稳定性的方法
CN103171187A (zh) 一种三明治式透明导电薄膜及制备方法
CN106784036A (zh) 一种掺杂碲化镉薄膜电池及其制作方法
CN104733547B (zh) 基于石墨烯的柔性碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法
CN105908127B (zh) 一种p型掺杂二氧化锡透明导电膜及其制备方法
CN102623570A (zh) 碲化镉薄膜太阳能电池的高阻层的制作方法
CN101226877A (zh) 基板处理装置及基板处理方法
CN116322072A (zh) 一种半透明钙钛矿太阳电池制备方法
CN102220562A (zh) 一种绒面结构氧化锌透明导电薄膜的制备方法
KR100936487B1 (ko) ＣｄＳ／ＣｄＴｅ 박막 태양전지 제조 방법
KR20100085769A (ko) ＣｄＳ／ＣｄＴｅ 박막 태양전지 및 그 제조 방법
CN108511535A (zh) 一种太阳能电池片及其制备方法
CN103194726A (zh) 一种铜铟镓硒薄膜的制造工艺
CN209183558U (zh) 一种太阳能电池片
KR20190084454A (ko) 플렉시블 박막태양전지용 스테인레스 박판의 절연막 형성방법 및 그에 따라 제조된 태양전지

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120801