CN103985786A - 一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法，由于在透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，清除掩膜层的纳米图形后得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。这样，可以通过改变掩膜层的纳米图形来灵活调整透明导电氧化物薄膜的绒面结构，在实际操作过程中，相对于湿法刻蚀，其可控性和可重复性增强；并且，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以使制得的绒面结构较为规整，从而在不影响太阳能电池效率的前提下，可以达到增强太阳能电池的减反效应或陷光效应的效果。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日益加重，人们对新能源的研究和应用开发更加关注。其中，太阳能光伏发电技术以其洁净、安全、可再生成为新能源领域的研究热点。目前的太阳能电池一般包括由透明导电氧化物(TransparentConducting Oxide,TCO)薄膜组成的前电极和背电极，以及位于前电极和背电极之间的PN结。当太阳光照射到PN结时，内建电场使得光照产生的光生空穴电子对分离，从而形成非平衡载流子，产生电流。在太阳能电池的制备过程中，为了最大限度地减少光反射，增强陷光效应，提高光电转换效率，通常会在太阳能电池的受光面上制作绒面。
TCO薄膜作为太阳能电池的前电极，除了具有良好的光电性能，适当的绒面结构也可以起到减反或陷光的作用。然而，由于采用湿法刻蚀的方法对TCO薄膜进行制绒的可控性和重复性较差，即相同的工艺不同批次制绒后TCO薄膜的绒面结构差异较大，且在湿法刻蚀的过程中容易引进杂质污染，影响太阳能电池的光电转换效率。
因此，如何提供一种对太阳能电池的受光面进行制绒的新方法，以增强太阳能电池的减反效应或陷光效应，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法，用以提供一种对太阳能电池的受光面进行制绒的新方法，以增强太阳能电池的减反效应或陷光效应。
因此，本发明实施例提供了一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法，包括：
在样品上形成透明导电氧化物薄膜；
在所述透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层；
以所述具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体，对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理；
清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。
本发明实施例提供的上述透明导电氧化物薄膜的制绒方法，由于在透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，清除掩膜层的纳米图形后得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。这样，可以通过改变掩膜层的纳米图形来灵活调整透明导电氧化物薄膜的绒面结构，在实际操作过程中，相对于湿法刻蚀，其可控性和可重复性增强；并且，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以使制得的绒面结构较为规整，从而在不影响太阳能电池效率的前提下，可以达到增强太阳能电池的减反效应或陷光效应的效果。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述方法中，在所述透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，具体包括：
在所述透明导电氧化物薄膜上利用可塑形材料形成掩膜层薄膜；
利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜；
对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行第一刻蚀处理，使所述凹凸图案中的凹陷区域暴露出透明导电氧化物薄膜后，得到具有纳米图形的掩膜层。
进一步地，在对掩膜层薄膜进行压印处理的过程中，为了避免由于压印压力过大导致位于掩膜层薄膜下方的透明导电氧化物薄膜受到损坏，在本发明实施例提供的上述方法中，所述利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜，具体包括：
将所述掩膜层薄膜加热至所述可塑形材料的玻璃态转换温度以上；
利用所述模具以预设压力按压加热后的掩膜层薄膜第一预设时长；
在所述掩膜层薄膜自然冷却至室温后，取下所述模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。
具体地，所述掩膜层薄膜的厚度为40nm-100nm，所述预设压力在单位面积内的压强为0.1MPa-30MPa，所述第一预设时长为10min-60min。
较佳地，为了保证可塑形材料具有较好的可塑性，所述可塑形材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
进一步地，在对掩膜层薄膜进行压印处理的过程中，为了避免由于压印压力过大导致位于掩膜层薄膜下方的透明导电氧化物薄膜受到损坏，在本发明实施例提供的上述方法中，所述利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜，具体包括：
利用所述模具按压所述掩膜层薄膜；
对按压有所述模具的掩膜层薄膜进行第二预设时长的曝光固化处理；
从经过曝光固化处理后的掩膜层薄膜上取下所述模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。
具体地，所述掩膜层薄膜的厚度为400nm-1000nm，所述第二预设时长为1min-5min。
较佳地，为了保证可塑形材料具有较好的可塑性，所述可塑形材料为光刻胶。
具体地，在本发明实施例提供的上述方法中，所述对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体包括：
采用干法刻蚀处理和/或湿法刻蚀处理对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
进一步地，在本发明实施例提供的上述方法中，所述采用干法刻蚀处理对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体包括：
将所述透明导电氧化物薄膜放入干法刻蚀反应装置中；
对所述干法刻蚀反应装置进行抽真空处理后，向所述干法刻蚀反应装置内通入刻蚀气体；
在所述干法刻蚀反应装置中将所述刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体轰击和/或注入的方式，对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
具体地，所述刻蚀气体为氯化硼、乙烯、氯气、甲烷、氢气或氩气中的一种或组合。
进一步地，在本发明实施例提供的上述方法中，所述采用湿法刻蚀处理对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体包括：
将所述透明导电氧化物薄膜放入刻蚀溶液中，对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
具体地，所述刻蚀溶液为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氯化铵或氯化铁中的一种或组合。
具体地，在本发明实施例提供的上述方法中，所述清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，具体包括：
利用有机溶剂对所述经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜进行兆声清洗，清除所述掩膜层的纳米图形。
附图说明
图1-图5分别为本发明实施例提供的透明导电氧化物薄膜的制绒方法的流程图；
图6为本发明实例一中的硅异质结太阳能电池的结构示意图；
图7为本发明实例二中的硅薄膜太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的透明导电氧化物薄膜的制绒方法的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供的一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法，如图1所示，包括：
S101、在样品上形成透明导电氧化物薄膜；
在具体实施时，形成的透明导电氧化物薄膜作为太阳能电池的前电极；具体地，透明导电氧化物薄膜的材料一般可以为掺锡氧化铟(Tin-doped IndiumOxide,ITO)、掺铝氧化锌(Aluminium-doped Zinc Oxide,AZO)、掺镓氧化锌(Gallium-doped Zinc Oxide,GZO)、或掺氟氧化锡(Fluorine-doped Tin Oxide,FTO)等，在此不做限定；
S102、在透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层；
具体地，掩膜层具有的纳米图形一般为规则图形，或者，也可以为不规则图形，在此不做限定；并且在无图形区域会露出下方的透明导电氧化物薄膜；
S103、以具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体，对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理；
在具体实施时，在对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理的过程中，原则上具有纳米图形的掩膜层会遮挡正下方的透明导电氧化物薄膜不被刻蚀，被刻蚀的仅包括没有被掩膜层遮挡的透明导电氧化物薄膜；
S104、清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。
本发明实施例提供的上述透明导电氧化物薄膜的制绒方法，由于在透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，清除掩膜层的纳米图形后得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。这样，可以通过改变掩膜层的纳米图形来灵活调整透明导电氧化物薄膜的绒面结构，在实际操作过程中，相对于湿法刻蚀，其可控性和可重复性增强；并且，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以使制得的绒面结构较为规整，从而在不影响太阳能电池效率的前提下，可以达到增强太阳能电池的陷光效应的效果。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述方法中的步骤S102在透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，如图2所示，具体可以通过下述方式实现：
S201、在透明导电氧化物薄膜上利用可塑形材料形成掩膜层薄膜；
在具体实施时，可以采用旋涂的方式在透明导电氧化物薄膜上利用可塑形材料形成掩膜层薄膜；具体地，将形成有透明导电氧化物薄膜的样品置于匀胶机上，在匀胶机以一定的转速带动透明导电氧化物薄膜转动的过程中，滴在透明导电氧化物薄膜上的可塑形材料形成掩膜层薄膜；为了使形成的掩膜层薄膜更加均匀，一般将匀胶机的转速控制在2000-4000转/分钟范围内；当然，还可以采用其他方法在透明导电氧化物薄膜上利用可塑形材料形成掩膜层薄膜，在此不做限定；
S202、利用具有与纳米图形互补图形的模具，对掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜；
具体地，本发明实施例提供的上述方法中的步骤S202中利用的模具的图形可以通过以下方式获得：在晶圆等材料表面利用光刻和刻蚀工艺加工得到需要的图形，并且，可以对加工得到的图形进行表面处理，这样，在后续的压印处理结束后，便于取下模具。当然，还可以采用其他方法制备模具的图形，在此不做限定；
S203、对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行第一刻蚀处理，使凹凸图案中的凹陷区域暴露出透明导电氧化物薄膜后，得到具有纳米图形的掩膜层。
具体地，可以采用氧气或三氯甲烷和氧气的混合气体对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行第一刻蚀处理，或者，还可以通过其他刻蚀技术对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行第一刻蚀处理，在此不做限定。
当然，除通过对可塑形的掩膜层薄膜进行压印处理形成具有纳米图形的掩膜层之外，还可以通过光刻、打印或喷墨等其他构图工艺在透明导电氧化物薄膜上形成具有纳米图形的掩膜层，在此不做限定。
较佳地，上述步骤S202对掩膜层薄膜进行压印处理，具体可以采用热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术或微接触纳米压印技术等对掩膜层薄膜进行压印处理。下面以分别采用热塑纳米压印技术和紫外固化纳米压印技术两种方式对掩膜层薄膜进行压印处理的过程进行详细说明。
采用热塑纳米压印技术对掩膜层薄膜进行压印处理的过程，如图3所示，具体可以包括：
S301、将掩膜层薄膜加热至可塑形材料的玻璃态转换温度以上；将掩膜层进行加热的目的是为了采用较小的压印压力即可获得所需的纳米图形，这样可以避免由于压印压力过大导致位于掩膜层薄膜下方的透明导电氧化物薄膜受到损坏；
需要说明的是，此处的可塑形材料的玻璃态转换温度以上包括可塑形材料的玻璃态转换温度及其以上；具体地，加热温度根据采用的可塑形材料而定，其中，可塑形材料具体可以为热塑性聚合物材料，例如：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或SU-8胶；
S302、利用模具以预设压力按压加热后的掩膜层薄膜第一预设时长；
具体地，在将掩膜层薄膜加热至可塑形材料的玻璃态转换温度以上，使掩膜层薄膜的可塑性能达到较好的状态之后，再利用模具按压掩膜层薄膜时，仅需要对模具施加很小的压力即可使掩膜层薄膜形成具有纳米图形的掩膜层，因此，可以避免位于掩膜层薄膜下方的透明导电氧化物薄膜由于压力过大而受到损坏；并且，按压的预设压力和第一预设时长除与掩膜层薄膜的温度有关之外，还与掩膜层薄膜的厚度和材料有关，具体地，采用PMMA、PS或SU-8胶形成的掩膜层薄膜的厚度为40nm-100nm时，可以将预设压力在单位面积内的压强控制在0.1MPa-30MPa范围内，将第一预设时长控制在10min-60min范围内；
S303、在掩膜层薄膜自然冷却至室温后，取下模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。
采用紫外固化纳米压印技术对掩膜层薄膜进行压印处理的过程，如图4所示，具体可以包括：
S401、利用模具按压掩膜层薄膜；
具体地，掩膜层薄膜的材料可以为光刻胶，由于光刻胶具有较好的流动性，因此，可以利用模具以较低的压力按压掩膜层薄膜，以避免掩膜层薄膜下方的透明导电氧化物薄膜受到损坏；
S402、对按压有模具的掩膜层薄膜进行第二预设时长的曝光固化处理；
在具体实施时，在利用模具按压掩膜层薄膜后，对掩膜层薄膜进行曝光处理可以使掩膜层薄膜固化；具体地，进行曝光固化处理的第二预设时长与掩膜层薄膜的材料和厚度有关，在采用光刻胶形成的掩膜层薄膜的厚度为400nm-1000nm时，可以将第二预设时长控制在1min-5min范围内；
S403、从经过曝光固化处理后的掩膜层薄膜上取下模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述方法中的步骤S103对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体可以包括：采用干法刻蚀处理和/或湿法刻蚀处理对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。即，可以仅采用干法刻蚀处理对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，或者，也可以仅采用湿法刻蚀处理对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理；或者，还可以采用干法刻蚀处理和湿法刻蚀处理两种方式对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述方法中，采用干法刻蚀处理对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，如图5所示，具体可以包括：
S501、将透明导电氧化物薄膜放入干法刻蚀反应装置中；
S502、对干法刻蚀反应装置进行抽真空处理后，向干法刻蚀反应装置内通入刻蚀气体；
具体地，一般在对干法刻蚀反应装置进行抽真空处理至本底真空为10-7Pa-10-3Pa范围内，向干法刻蚀反应装置内通入刻蚀气体，其中，刻蚀气体一般为氯化硼(BCl3)、乙烯(C2H4)、氯气(Cl2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)或氩气(Ar)中的一种或组合，在此不做限定；当然，还可以为其他类似可以对透明导电氧化物薄膜进行刻蚀的气体，在此不做限定；
S503、在干法刻蚀反应装置中将刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体轰击和/或注入的方式，对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
在具体实施时，一般将对透明导电氧化物薄膜进行干法刻蚀处理的时长控制在30s-30min范围内。具体地，对透明导电氧化物薄膜进行干法刻蚀处理的时长与透明导电氧化物薄膜的材料有关。例如，透明导电氧化物薄膜的材料为ITO时，一般将刻蚀时长控制在1min-20min范围内；透明导电氧化物薄膜的材料为AZO时，一般将刻蚀时长控制在1min-15min范围内。
本发明实施例提供的上述方法在具体实施时，采用上述干法刻蚀处理对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以避免现有的湿法刻蚀处理引进的杂质污染，在本发明实施例提供的上述制绒方法应用于对太阳能电池的前电极进行制绒时，可以避免影响太阳能电池的性能。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述方法中，采用湿法刻蚀处理对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体可以采用将透明导电氧化物薄膜放入刻蚀溶液中，对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
具体地，刻蚀溶液可以为盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、氯化铵(NH4Cl)或氯化铁(FeCl3)中的一种或组合，在此不做限定。当然，还可以为其他类似可以对透明导电氧化物薄膜进行刻蚀的溶液，在此不做限定。
在具体实施时，一般将对透明导电氧化物薄膜进行湿法刻蚀处理的时长控制在10s-10min范围内。具体地，对透明导电氧化物薄膜进行湿法刻蚀处理的时长与透明导电氧化物薄膜的材料有关。例如，透明导电氧化物薄膜的材料为ITO时，一般将刻蚀时长控制在30s-5min范围内；透明导电氧化物薄膜的材料为AZO时，一般将刻蚀时长控制在10s-2min范围内。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述方法中的步骤S104清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，具体可以利用有机溶剂对经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜进行兆声清洗，清除掩膜层的纳米图形。具体地，有机溶剂可以为氯苯(C6H5Cl)、氯仿(CHCl3)、丙酮(C3H6O)或二氯甲烷(CH2Cl2)等。
当然，还可以通过其他刻蚀技术清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，在此不做限定。
下面通过两个具体的实例对本发明实施例提供的上述透明导电氧化物薄膜的制绒方法应用于太阳能电池时的具体实现方式进行详细说明。
实例一：
一种硅异质结太阳能电池，如图6所示，包括晶硅衬底100，依次位于晶硅衬底100背光侧的第一本征非晶硅层110、N型非晶硅层120和背电极130，以及依次位于晶硅衬底100入光侧的第二本征非晶硅层140、P型非晶硅层150、第一透明导电氧化物薄膜160和栅线电极170；其中，该第一透明导电氧化物薄膜160的入光侧具有绒面结构，背电极130由第二透明导电氧化物薄膜131和金属电极132组成。在具体实施时，上述硅异质结太阳能电池的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)对晶硅衬底进行清洗，去除晶硅衬底的表面损伤和沾污；
具体地，在具体实施时，晶硅衬底可以为P型晶硅衬底，或者，也可以为N型晶硅衬底，在此不做限定；图6是以N型晶硅衬底为例进行说明的；
(2)在晶硅衬底的背光侧形成第一本征非晶硅层；
(3)在第一本征非晶硅层上形成N型非晶硅层；
(4)在晶硅衬底的入光侧形成第二本征非晶硅层；
(5)在第二本征非晶硅层上形成P型非晶硅层；
(6)在N型非晶硅层上形成背电极；
具体地，在具体实施时，背电极具体可以包括形成在N型非晶硅层上的第二透明导电氧化物薄膜和形成在该第二透明导电氧化物薄膜上的金属电极。其中，第二透明导电氧化物薄膜的材料可以为ITO或AZO等，金属电极的材料可以为银(Ag)或铝(Al)等，并且，金属电极可以整面设置，或者，也可以为栅线结构，在此不做限定；
较佳地，第二透明导电氧化物薄膜的材料为ITO，金属电极的材料为Ag；
(7)在P型非晶硅层上形成作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜；
(8)对第一透明导电氧化物薄膜进行制绒处理，形成具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜；
具体地，在具体实施，第一透明导电氧化物薄膜的材料可以与背电极中的第二透明导电氧化物的材料相同，也可以选取与第二透明导电氧化物的材料不同的材料，在此不作限定；
较佳地，作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜的材料为ITO，对ITO薄膜进行制绒处理具体可以包括以下步骤：
a)、在ITO薄膜上利用PMMA形成厚度为40nm-100nm的掩膜层薄膜；
b)、将掩膜层薄膜加热至PMMA的玻璃态转换温度以上；
c)、利用模具以5MPa-10MPa的压力按压加热后的掩膜层薄膜30min-50min；
d)、在掩膜层薄膜自然冷却至室温后，取下模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜；
e)、对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行氧离子刻蚀处理，使凹凸图案中的凹陷区域暴露出ITO薄膜后，得到具有纳米图形的掩膜层；
f)、将形成有掩膜层的ITO薄膜放入干法刻蚀反应装置中；
g)、对干法刻蚀反应装置进行抽真空处理后，向干法刻蚀反应装置内通入氯化硼、乙烯、氯气、甲烷或氩气等气体组成的刻蚀气体；
具体地，在具体实施时，刻蚀气体可以为氯化硼、乙烯、氯气、甲烷或氩气中等气体之一或组合，在此不作限定；
h)、在干法刻蚀反应装置中将刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体注入的方式，对ITO薄膜进行时长为1min-20min的干法刻蚀处理；
具体地，采用湿法刻蚀处理对ITO薄膜进行第二刻蚀处理的具体实施与采用干法刻蚀处理对ITO薄膜进行第二刻蚀处理的实施例类似，在此不做赘述；
i)、利用有机溶剂氯苯对经过干法刻蚀处理后的ITO薄膜进行兆声清洗，清除掩膜层的纳米图形，得到具有绒面结构的ITO薄膜；
(9)在该具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜上丝网印刷银材质的栅线电极。
采用本发明实施例提供的上述制绒方法制得的上述结构的硅异质结太阳能电池的表面反射率几乎为零，相对于传统的硅异质结太阳能电池的表面反射率5％，降低了将近5％。仅从电流提升角度考虑，假定传统的硅异质结太阳能电池的效率为20％，表面反射率降低5％可以使硅异质结太阳能电池的效率提高1％。并且，由于省去现有技术中对晶硅衬底的制绒工艺，表面较为平坦的晶硅衬底可以使后续形成的各膜层具有较高的质量，从而可以进一步地提升硅异质结太阳能电池的效率。
实例二：
一种硅薄膜太阳能电池，如图7所示，包括透明衬底200，依次位于透明衬底200一侧的第一透明导电氧化物薄膜210、非晶硅电池结构220、微晶硅电池结构230和背电极240；其中，该第一透明导电氧化物薄膜210背离透明衬底200的一侧具有绒面结构，该非晶硅电池结构220包括层叠设置的过渡层221、P型氢化非晶硅层(Pa-Si:H)222、本征氢化非晶硅层(Ia-Si:H)223和N型氢化微晶硅层(Nμc-Si:H)224，该微晶硅电池结构230包括层叠设置的P型氢化微晶硅层(Pμc-Si:H)231、本征氢化微晶硅层(Iμc-Si:H)232和N型氢化非晶硅层(Na-Si:H)233，该层叠设置的背电极240包括第二透明导电氧化物薄膜241和金属层242。在具体实施时，上述硅薄膜太阳能电池的制备方法，具体可以包括以下步骤：
(1)对透明衬底进行清洗，去除透明衬底表面上的污染物；
具体地，在具体实施时，选取玻璃衬底作为透明衬底。
(2)在该透明衬底上形成作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜；
(3)对该第一透明导电氧化物薄膜进行制绒处理，形成具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜；
具体地，第一透明导电氧化物薄膜的材料可以为AZO，对AZO薄膜进行制绒处理具体可以包括以下步骤：
a)、在AZO薄膜上利用光刻胶形成厚度为500nm-800nm的掩膜层薄膜；
b)、利用模具以较低的压力按压掩膜层薄膜；
c)、对按压有模具的掩膜层薄膜进行1min-3min的曝光固化处理；
d)、从经过曝光固化处理后的掩膜层薄膜上取下模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜；
e)、对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行三氯甲烷和氧气混合气体的反应离子刻蚀处理，使凹凸图案中的凹陷区域暴露出AZO薄膜后，得到具有纳米图形的掩膜层；
f)、将形成有掩膜层的AZO薄膜放入干法刻蚀反应装置中；
g)、对干法刻蚀反应装置进行抽真空处理后，向干法刻蚀反应装置内通入氯化硼、乙烯、氯气、甲烷、氢气或氩气等气体组成的刻蚀气体；
具体地，在具体实施时，刻蚀气体可以为氯化硼、乙烯、氯气、甲烷、氢气或氩气等气体中之一或组合，在此不作限定；
h)、在干法刻蚀反应装置中将刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体注入的方式，对AZO薄膜进行时长为1min-15min的干法刻蚀处理；
具体地，采用湿法刻蚀处理对AZO薄膜进行第二刻蚀处理的具体实施与采用干法刻蚀处理对AZO薄膜进行第二刻蚀处理的实施例类似，在此不做赘述；
i)、利用有机溶剂丙酮对经过干法刻蚀处理后的AZO薄膜进行兆声清洗，清除掩膜层的纳米图形，得到具有绒面结构的AZO薄膜；
(4)在该具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜上形成非晶硅电池结构；
具体地，在具体实施时，非晶硅电池结构具体可以包括：依次层叠设置的过渡层、P型氢化非晶硅层(Pa-Si:H)、本征氢化非晶硅层(Ia-Si:H)和N型氢化微晶硅层(Nμc-Si:H)。具体地，非晶硅电池结构与现有技术中相同，在此不再赘述。
(5)在该非晶硅电池结构上形成微晶硅电池结构；
具体地，在具体实施时，微晶硅电池结构具体可以包括：依次层叠设置的P型氢化微晶硅层(Pμc-Si:H)、本征氢化微晶硅层(Iμc-Si:H)和N型氢化非晶硅层(Na-Si:H)。具体地，微晶硅电池结构与现有技术中相同，在此不再赘述。
(6)在该微晶硅电池结构上形成背电极；
具体地，在具体实施时，背电极可以包括形成在微晶硅电池结构上的第二透明导电氧化物薄膜和形成在该第二透明导电氧化物薄膜上的金属层。
具体地，第二透明导电氧化物薄膜的材料可以与作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜的材料相同，也可以与第一透明导电氧化物的材料不同，在此不作限定；较佳地，第二透明导电氧化物薄膜的材料为AZO，金属层的材料为Ag。
本发明实施例提供的一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法，由于在透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，清除掩膜层的纳米图形后得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。这样，可以通过改变掩膜层的纳米图形来灵活调整透明导电氧化物薄膜的绒面结构，在实际操作过程中，相对于湿法刻蚀，其可控性和可重复性增强；并且，以掩膜层作为遮挡体对透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以使制得的绒面结构较为规整，从而在不影响太阳能电池效率的前提下，可以达到增强太阳能电池的陷光效应的效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种透明导电氧化物薄膜的制绒方法，其特征在于，包括：
在样品上形成透明导电氧化物薄膜；
在所述透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层；
以所述具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体，对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理；
清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，得到具有绒面结构的透明导电氧化物薄膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，具体包括：
在所述透明导电氧化物薄膜上利用可塑形材料形成掩膜层薄膜；
利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜；
对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行第一刻蚀处理，使所述凹凸图案中的凹陷区域暴露出透明导电氧化物薄膜后，得到具有纳米图形的掩膜层。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜，具体包括：
将所述掩膜层薄膜加热至所述可塑形材料的玻璃态转换温度以上；
利用所述模具以预设压力按压加热后的掩膜层薄膜第一预设时长；
在所述掩膜层薄膜自然冷却至室温后，取下所述模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述掩膜层薄膜的厚度为40nm-100nm，所述预设压力在单位面积内的压强为0.1MPa-30MPa，所述第一预设时长为10min-60min。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述可塑形材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜，具体包括：
利用所述模具按压所述掩膜层薄膜；
对按压有所述模具的掩膜层薄膜进行第二预设时长的曝光固化处理；
从经过曝光固化处理后的掩膜层薄膜上取下所述模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述掩膜层薄膜的厚度为400nm-1000nm，所述第二预设时长为1min-5min。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述可塑形材料为光刻胶。
9.如权利要求1-4、6、7任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体包括：
采用干法刻蚀处理和/或湿法刻蚀处理对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采用干法刻蚀处理对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体包括：
将所述透明导电氧化物薄膜放入干法刻蚀反应装置中；
对所述干法刻蚀反应装置进行抽真空处理后，向所述干法刻蚀反应装置内通入刻蚀气体；
在所述干法刻蚀反应装置中将所述刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体轰击和/或注入的方式，对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述刻蚀气体为氯化硼、乙烯、氯气、甲烷、氢气或氩气中的一种或组合。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采用湿法刻蚀处理对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，具体包括：
将所述透明导电氧化物薄膜放入刻蚀溶液中，对所述透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述刻蚀溶液为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氯化铵或氯化铁中的一种或组合。
14.如权利要求1-4、6、7任一项所述的方法，其特征在于，所述清除经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，具体包括：
利用有机溶剂对所述经过第二刻蚀处理后的透明导电氧化物薄膜进行兆声清洗，清除所述掩膜层的纳米图形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140813 |