CN108183137B - 用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法 - Google Patents

用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108183137B
CN108183137B CN201711455501.9A CN201711455501A CN108183137B CN 108183137 B CN108183137 B CN 108183137B CN 201711455501 A CN201711455501 A CN 201711455501A CN 108183137 B CN108183137 B CN 108183137B
Authority
CN
China
Prior art keywords
doped
indium oxide
oxide film
hafnium
hydrogen
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
CN201711455501.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108183137A (zh
Inventor
王光红
王文静
赵雷
刁宏伟
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.)
Institute of Electrical Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Electrical Engineering of CAS
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 Institute of Electrical Engineering of CAS filed Critical Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority to CN201711455501.9A priority Critical patent/CN108183137B/zh
Publication of CN108183137A publication Critical patent/CN108183137A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108183137B publication Critical patent/CN108183137B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

一种用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜，由一层折射率为1.8～2.1的常规氢铪共掺氧化铟薄膜及一层折射率为1.4～1.6的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜组成。常规氢铪共掺氧化铟薄膜沉积在太阳电池迎光面的掺杂层上，纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜沉积在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上。采用的速率射频磁控溅射沉积常规氢铪共掺氧化铟薄膜，基片与溅射靶材表面平行，薄膜厚度70～90nm。采用的速率射频磁控溅射沉积纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜，基片与溅射靶材表面成一定角度，薄膜厚度10～30nm。典型的未经热处理的复合导电减反膜电阻率4.3×10‑4Ωcm，载流子浓度3.9×1020cm‑3，迁移率56.5cm2V‑1s‑1，在500‑1100nm波长范围内的加权平均反射率3.53％。本发明制备的复合薄膜起到电池导电电极及减少光反射的作用。

Description

用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳电池复合导电减反膜及其制备方法。
背景技术
为提高太阳电池的转换效率，在电池迎光面上通常需要制作光学减反膜，以保证尽可能多的光不被反射而进入到太阳电池内部被吸收。对于晶硅异质结太阳电池而言，透明导电氧化物(TCO)一方面作为电极，另一方面还起着类似传统晶硅电池上氮化硅层的表面减反射作用。
如果将纳米结构制作在电池表面的TCO减反射层上，可使减反射效果大大增强。在太阳电池中，TCO纳米薄膜多是二氧化锡掺杂氧化铟薄膜，其制备方法有化学气相沉积法[Kumar等，Appl.Phys.Lett.96(2010)053705；Wang等，Nanoscale Res.Lett.5(10)(2010)1682]、化学共沉淀法[Kim等，Materials Chemistry and Physics 86(1)(2004)210]、电子束蒸发法[Kim等，Advanced Materials 20(2007)801；Chiu等，Optics Express 17(23)(2009)21250；]、热蒸发法[Xue等，Appl.Phys.Lett 88(2006)201907；Wan等，Appl.Phys.Lett.85(20)(2004)4759]、溶胶-凝胶法[Li等，Particuology 9(2011)471]、溅射法[Fung等，Appl Phys A 104(2011)1075；Kalyanikutty等，Chemical Physics Letters408(2005)389]、热处理法[Maestre等，J.Appl.Phys.103(2008)093531]及脉冲激光沉积法[Yong等，Materials Letters 66(2012)280]等。其中化学气相沉积、热蒸发及热处理法需要较高的生长温度，不能与晶硅异质结太阳电池200℃左右的制备工艺相兼容。化学共沉淀法、溶胶-凝胶法等使用的有机溶剂会对太阳电池性能产生不良影响。脉冲激光沉积法不适合于大面积沉积，溅射法是在晶硅异质结电池上制备TCO薄膜的通用方法，因此采用溅射法制备TCO纳米结构更加值得研究。目前通过常规的溅射技术，基片与靶材表面平行，优化沉积参数已能制备出随机排布的ITO纳米晶须，但采用的温度相对较高，一般在300℃左右，且多采用Au等金属催化剂，这势必会影响材料的透过率。
采用常规射频磁控溅射技术制备一层常规导电层薄膜，然后在其上制备一层纳米减反射层将会具有较大优势。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的缺点，提出一种复合导电减反膜及其制备方法。本发明溅射沉积时基片与溅射靶材表面平行，制备常规氢铪共掺氧化铟薄膜，然后在其上沉积纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜，在晶硅异质结太阳电池迎光面的掺杂层上同时实现导电和减反射性能。
本发明复合导电减反膜由一层折射率为1.8～2.1的常规氢铪共掺氧化铟及一层折射率为1.4～1.6的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜组成。所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜沉积在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上。所述常规氢铪共掺氧化铟薄膜的厚度为70～90nm，所述纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜的厚度为10～30nm。
本发明复合导电减反膜同时实现导电及减反射性能。
本发明采用常规射频磁控溅射方法沉积所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜，沉积时，基片与溅射靶材表面平行。本发明采用射频磁控溅射方法在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上沉积一层所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜。沉积时，基片与溅射靶材表面成一定角度。
在薄膜制备方法中，既要提高沉积速率，降低生长时间，又能保证材料光电性能是研究的重要课题。此外，本发明为增加薄膜迁移率并降低电阻率，在制备薄膜过程中通入氢气作为掺杂气体。在不高于200℃的基片温度下，采用
Figure BDA0001529186530000021
的速率制备厚度为70～90nm的常规氢铪共掺氧化铟薄膜，然后在常规氢铪共掺氧化铟薄膜表面上以
Figure BDA0001529186530000022
的速率制备厚度为10～30nm的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜。
制备本发明复合导电减反膜的步骤如下：
步骤1、在晶硅异质结太阳电池迎光面的掺杂层上利用射频磁控溅射法制备一层常规氢铪共掺氧化铟薄膜；
步骤2、在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上采用射频磁控溅射法制备一层纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜。
沉积所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片紧贴在基片支架上，基片支架与溅射靶材表面平行。
沉积所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片支架与靶材表面始终平行，基片与基片支架成α角度，α不小于22度不大于90度。可通过在基片与基片支架之间插入铝箔或单晶硅片来改变基片与基片支架之间的角度大小。基片背面采用铝箔或单晶硅片进行掩膜，掩膜单晶硅片采用高温胶与基片紧密固定贴合。基片宽度B不大于常规单晶硅电池片尺寸156mm。基片宽度B与α角正旋的乘积Bsinα不大于6。
沉积所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜采用的溅射气压为0.8-1.5Pa，沉积所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜采用的溅射气压为0.3-0.5Pa。
本发明射频磁控溅射沉积薄膜时，基片温度为150～200℃。
本发明所述的氢铪共掺氧化铟薄膜，采用二氧化铪掺杂的高纯度氧化铟陶瓷靶实现铪掺杂，通入氢气实现氢掺杂。
本发明采用高纯度陶瓷靶射频磁控溅射沉积薄膜，所述的高纯度陶瓷靶为二氧化铪掺杂量为0.5～2wt.％的高纯度氧化铟陶瓷靶。
射频磁控溅射沉积时的氢气分压为2×10-2～8×10-2Pa。
射频磁控溅射沉积常规氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片支架与靶材表面间的距离为4～6cm；纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜沉积时，基片支架与靶材表面间的距离为7～10cm。
附图说明
图1为本发明用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜，图中a1太阳电池，a2常规氢铪共掺氧化铟薄膜，a3纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜；
图2为纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜沉积时基片与基片支架位置示意图，其中B为基片宽度，L为基片长度，α为基片与基片支架间的角度，b1基片支架，b2基片，b3铝箔或单晶硅片；
图3a为所制备的常规氢铪共掺氧化铟薄膜断面图；图3b为所制备的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜断面图；
图4晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层表面、晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层表面沉积常规氢铪共掺氧化铟薄膜表面、晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层表面沉积常规及纳米柱氢铪共掺氧化铟复合薄膜表面的光反射率曲线。
具体实施方式
以下结合说明书附图和实施例进一步说明本发明。
如图1所示，本发明用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜由一层折射率为1.8～2.1的常规氢铪共掺氧化铟a2及一层折射率为1.4～1.6的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3组成；所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3沉积在常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2上。所述常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2的厚度为70～90nm，所述纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3的厚度为10～30nm。此复合导电减反膜直接沉积在太阳电池a1迎光面的掺杂层上，同时实现导电电极及减反射性能。
制备本发明复合导电减反膜的步骤如下：
步骤1、在晶硅异质结太阳电池a1迎光面的掺杂层上利用射频磁控溅射法制备一层常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2。
步骤2、在常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2上采用射频磁控溅射法制备一层纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3。
如图2所示，沉积所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片b2紧贴在基片支架b1上，基片支架b1与溅射靶材表面平行。
沉积所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片b2与基片支架b1成α角度，α不小于22度不大于90度。可通过在基片b2与基片支架b1之间插入铝箔或单晶硅片b3来改变基片b2与基片支架b1之间的角度大小。基片b2背面采用铝箔或单晶硅片进行掩膜，掩膜片采用高温胶与基片b2紧密固定贴合。基片b2宽度B不大于常规单晶硅电池片尺寸156mm。基片宽度B与α角正旋的乘积Bsinα不大于6。
如图4所示，利用太阳能电池量子效率测量系统测得了晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层表面沉积常规及纳米柱氢铪共掺氧化铟复合薄膜表面的光反射率曲线d3，对于其反射率最小的实施例1同时测试了晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层表面的光反射率曲线d1、晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层表面沉积常规氢铪共掺氧化铟薄膜表面的光反射率曲线d2。
实施例1
采用二氧化铪掺杂量为1.25wt.％的高纯度氧化铟陶瓷靶，基片温度为200℃，氢气分压为5×10-2Pa。
首先利用射频磁控溅射沉积法在晶硅异质结太阳电池a1迎光面的掺杂层上制备一层厚度为80nm的常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000041
溅射气压1.2Pa。基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片b2紧贴在基片支架b1上，基片支架b1与靶材表面间的距离为5.5cm。
在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上采用射频磁控溅射法制备一层厚度为20nm的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000042
溅射气压0.4Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片支架b1与靶材表面间的距离为7cm，基片b2与基片支架b1成90度角，此角度大小通过在基片b2与基片支架b1之间插入一定厚度的单晶硅片b3来改变，基片b2背面采用铝箔进行掩膜。基片宽度B为30mm，Bsinα＝3。
本发明在抛光晶硅基片上制备得到的厚600nm的常规氢铪共掺氧化铟薄膜的断面结构如图3a所示，厚410nm的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜的断面结构如图3b所示。常规氢铪共掺氧化铟薄膜提供良好的导电层，其折射率为2，纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜提供良好的减反射层，其折射率为1.4。此工艺制备得到未经热处理的由厚度为80nm的常规氢铪共掺薄膜及厚度为20nm的纳米柱氢铪共掺薄膜组成的复合导电减反膜。利用霍尔效应测试仪NANOMETRICS HL 5500PCC测得该复合导电减反膜的电阻率4.3×10-4Ωcm，载流子浓度3.9×1020cm-3，迁移率56.5cm2V-1s-1。利用太阳能电池量子效率测量系统测得晶硅异质结太阳电池迎光面的掺杂层表面的光反射率曲线d1、晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层上沉积常规氢铪共掺氧化铟薄膜表面的光反射率曲线d2、晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层上依次沉积常规氢铪共掺氧化铟薄膜及纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜表面的光反射率曲线d3，如图4所示，在500-1100nm波长范围内的加权平均反射率分别为11.24％、5.36％、3.53％，三种条件下的加权平均反射率依次降低，与采用常规氢铪共掺氧化铟薄膜导电减反射膜相比，晶硅异质结太阳电池迎光面掺杂层上依次沉积常规及纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜表面的加权平均反射率降低了1.83％。
实施例2
采用二氧化铪掺杂量为0.5wt.％的高纯度氧化铟陶瓷靶，基片温度为150℃，氢气分压2×10-2Pa。
利用射频磁控溅射沉积法在晶硅异质结太阳电池a1迎光面的掺杂层表面上先制备一层厚度为70nm的常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000051
溅射气压0.8Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片b2紧贴在基片支架b1上，基片支架b1与靶材表面间的距离为6cm。此工艺条件所制备常规氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为2.1。
在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上采用射频磁控溅射法制备一层厚度为30nm的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000052
溅射气压0.5Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片支架b1与靶材表面间的距离为10cm，基片b2与基片支架b1成22度角，此角度大小通过在基片b2与基片支架b1之间插入一定厚度的单晶硅片b3来改变，基片b2背面采用单晶硅片进行掩膜，掩膜片采用高温胶带与基片b2紧密固定贴合。基片宽度B为156mm，Bsinα＝5.84。此工艺条件所制备纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为1.45。
本发明制备得到未经热处理的复合导电减反膜。利用霍尔效应测试仪NANOMETRICS HL 5500PCC测得该复合导电减反膜的电阻率5.31×10-4Ωcm，载流子浓度2.63×1020cm-3，迁移率44.7cm2V-1s-1，利用太阳能电池量子效率测量系统测得晶硅异质结太阳电池迎光面的掺杂层上依次沉积的常规氢铪共掺氧化铟薄膜及纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜，在500-1100nm波长范围内的加权平均反射率为3.80％。
实施例3
采用二氧化铪掺杂量为2wt.％的高纯度氧化铟陶瓷靶，基片温度为200℃，氢气分压8×10-2Pa。
利用射频磁控溅射沉积法在晶硅异质结太阳电池a1迎光面的掺杂层上先制备一层厚度为90nm的常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2，沉积速率为溅射气压1.5Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片b2紧贴在基片支架b1上，基片支架b1与靶材表面间的距离为4cm。此工艺条件所制备常规氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为1.8。
在常规氢铪共掺氧化铟薄膜上采用射频磁控溅射法制备一层厚度为10nm的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000062
溅射气压0.3Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片支架b1与靶材表面间的距离为10cm，基片b2与基片支架b1成56度角，此角度大小通过在基片b2与基片支架b1之间插入一定厚度的铝箔b3来改变，基片b2背面采用铝箔进行掩膜。基片宽度B为72mm，Bsinα＝5.97。此工艺条件所制备纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为1.6。
本发明制备得到未经热处理的复合导电减反膜。利用霍尔效应测试仪NANOMETRICS HL 5500PCC测得该复合导电减反膜的电阻率4.98×10-4Ωcm，载流子浓度2.89×1020cm-3，迁移率43.3cm2V-1s-1，对于晶硅异质结太阳电池迎光面的掺杂层上依次沉积的常规氢铪共掺氧化铟薄膜及纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜，利用太阳能电池量子效率测量系统测得其在500-1100nm波长范围内的加权平均反射率为4.03％。
实施例4
采用二氧化铪掺杂量为1.25wt.％的高纯度氧化铟陶瓷靶，基片温度为175℃，氢气分压5×10-2Pa。
利用射频磁控溅射沉积法在晶硅异质结太阳电池a1迎光面的掺杂层上先制备一层厚度为80nm的常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000063
溅射气压1.2Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片b2紧贴在基片支架b1上，基片支架b1与靶材表面间的距离为5.5cm。此工艺条件所制备常规氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为2。
在常规的氢铪共掺氧化铟薄膜上采用射频磁控溅射法制备一层厚度为20nm的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3，沉积速率为
Figure BDA0001529186530000064
溅射气压0.3Pa，基片支架b1与溅射靶材表面平行，基片支架b1与靶材表面间的距离为8.5cm，基片b2与基片支架b1成90度角，此角度大小通过在基片b2与基片支架b1之间插入一定厚度的单晶硅片b3来改变，基片b2背面采用单晶硅片进行掩膜，掩膜片采用高温胶带与基片b2紧密固定贴合。基片宽度B为20mm，Bsinα＝2。此工艺条件所制备纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为1.5。
本发明制备得到未经热处理的复合导电减反膜。利用霍尔效应测试仪NANOMETRICS HL 5500PCC测得该复合导电减反膜的电阻率4.69×10-4Ωcm，载流子浓度2.75×1020cm-3，迁移率48.3cm2V-1s-1，对于晶硅异质结太阳电池迎光面的掺杂层上依次沉积的常规氢铪共掺氧化铟薄膜及纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜，利用太阳能电池量子效率测量系统测得其在500-1100nm波长范围内的加权平均反射率为3.78％。

Claims (7)

1.一种用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法步骤如下：
步骤1、在晶硅异质结太阳电池a1迎光面的掺杂层上利用射频磁控溅射法制备一层常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2，所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2的折射率为1.8~2.1；制备常规氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片b2紧贴在基片支架b1上，基片支架b1与溅射靶材表面平行；通入氢气实现氢掺杂，氢气分压为2×10-2～8×10-2Pa；常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2采用2~3Å/s高速率沉积；
步骤2、在常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2上采用射频磁控溅射法制备一层纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3，所述纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜的折射率为1.4~1.6；制备纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片支架b1与靶材表面始终平行，基片b2与基片支架b1成α角度，α不小于22度不大于90度；此角度大小通过在基片b2与基片支架b1之间插入的铝箔或单晶硅片来改变；基片b2背面采用铝箔或单晶硅片进行掩膜，此掩膜单晶硅片通过高温胶带与基片b2紧密固定贴合；基片宽度B不大于常规单晶硅电池片尺寸156mm；基片宽度B与α角正旋的乘积Bsinα不大于6。
2.如权利要求1所述的用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜的制备方法，其特征在于：所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜厚度为70~90nm，所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜厚度为10~30nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜a2采用2~3Å/s高速率沉积；所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜a3采用0.5~1Å/s低速率沉积。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备所述的常规氢铪共掺氧化铟薄膜采用的溅射气压为0.8~1.5Pa，制备所述的纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜采用的溅射气压为0.3~0.5Pa。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：射频磁控溅射制备薄膜时基片b2的温度为150~200˚C。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：采用二氧化铪掺杂量为0.5~2wt.%的高纯度氧化铟陶瓷靶实现铪掺杂。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：制备常规氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片支架b1与靶材表面间的距离为4~6cm；制备纳米柱氢铪共掺氧化铟薄膜时，基片支架b1与靶材表面间的距离为7~10cm。
CN201711455501.9A 2017-12-28 2017-12-28 用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法 Active CN108183137B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711455501.9A CN108183137B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711455501.9A CN108183137B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108183137A CN108183137A (zh) 2018-06-19
CN108183137B true CN108183137B (zh) 2019-10-15

Family

ID=62548236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711455501.9A Active CN108183137B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108183137B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1503604A (zh) * 2002-11-22 2004-06-09 三井化学株式会社 透明导电性薄膜及其制造方法和使用它的电发光元件
CN1675399A (zh) * 2002-08-02 2005-09-28 出光兴产株式会社 溅射靶、烧结体及利用它们制造的导电膜、有机el元件及其所用的衬底
CN101931053A (zh) * 2009-06-23 2010-12-29 财团法人交大思源基金会 氧化铟锡立体电极及制法及制备装置及太阳能电池制法
CN104109839A (zh) * 2014-07-04 2014-10-22 宜昌南玻显示器件有限公司 Ito薄膜的制备方法及ito薄膜
CN105839064A (zh) * 2016-04-19 2016-08-10 宜昌南玻显示器件有限公司 非晶氧化铟锡薄膜的制备方法
CN106637078A (zh) * 2016-11-30 2017-05-10 陈德成 一种薄膜的制作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1675399A (zh) * 2002-08-02 2005-09-28 出光兴产株式会社 溅射靶、烧结体及利用它们制造的导电膜、有机el元件及其所用的衬底
CN1503604A (zh) * 2002-11-22 2004-06-09 三井化学株式会社 透明导电性薄膜及其制造方法和使用它的电发光元件
CN101931053A (zh) * 2009-06-23 2010-12-29 财团法人交大思源基金会 氧化铟锡立体电极及制法及制备装置及太阳能电池制法
CN104109839A (zh) * 2014-07-04 2014-10-22 宜昌南玻显示器件有限公司 Ito薄膜的制备方法及ito薄膜
CN105839064A (zh) * 2016-04-19 2016-08-10 宜昌南玻显示器件有限公司 非晶氧化铟锡薄膜的制备方法
CN106637078A (zh) * 2016-11-30 2017-05-10 陈德成 一种薄膜的制作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Low-temperature grown indium oxide nanowire-based antireflection coatings for multi-crystalline silicon sola r cells;Yu-Cian Wang etl.;《Phys. Status Solidi A》;20160324;第213卷(第8期);第2260页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108183137A (zh) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alonso-Álvarez et al. ITO and AZO films for low emissivity coatings in hybrid photovoltaic-thermal applications
Dhar et al. Optimization of Nb2O5/Ag/Nb2O5 multilayers as transparent composite electrode on flexible substrate with high figure of merit
Wang et al. Influence of hydrogen plasma treatment on Al-doped ZnO thin films for amorphous silicon thin film solar cells
CN104969362B (zh) 带表面电极的透明导电玻璃基板及其制造方法、以及薄膜太阳能电池及其制造方法
Wang et al. Influence of Al/Cu thickness ratio and deposition sequence on photoelectric property of ZnO/Al/Cu/ZnO multilayer film on PET substrate prepared by RF magnetron sputtering
Liu et al. Indium tin oxide with titanium doping for transparent conductive film application on CIGS solar cells
CN103887073A (zh) 一种基于表面等离子体增强原理的太阳能电池及其制备方法
Oh et al. Effect of Ag film thickness on the optical and the electrical properties in CuAlO2/Ag/CuAlO2 multilayer films grown on glass substrates
Huang et al. Plasma-produced ZnO nanorod arrays as an antireflective layer in c-Si solar cells
Das et al. Comparative studies on the properties of magnetron sputtered transparent conductive oxide thin films for the application in solar cell
Turkoglu et al. Development of ZTO/Ag/ZTO transparent electrodes for thin film solar cells
Du et al. Synthesis of high-quality AZO polycrystalline films via target bias radio frequency magnetron sputtering
CN103081028B (zh) 透明导电膜层叠体及其制造方法、以及薄膜太阳能电池及其制造方法
Jung et al. Properties of AZO thin films for solar cells deposited on polycarbonate substrates
CN108183137B (zh) 用于晶硅异质结太阳电池的复合导电减反膜及其制备方法
CN101882632A (zh) 一种玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜及应用
Wang et al. Optical and electrical characteristics of ZnS/Au/ZnO multilayer with variable Au thicknesses as transparent conductive films via pulsed laser depositon
Chen et al. Influence of Al content and annealing atmosphere on optoelectronic characteristics of Al: ZnO thin films
CN103280466B (zh) 基于AlOx/Ag/ZnO结构的高反射高绒度背电极
Gupta et al. 14% CdS/CdTe thin film cells with ZnO: Al TCO
Tsai et al. Characterizations and growth of textured well-faceted ZnO films by low-pressure chemical vapor deposition on ITO glass substrates
Yan et al. Textured surface ZnO: B/(hydrogenated gallium-doped ZnO) and (hydrogenated gallium-doped ZnO)/ZnO: B transparent conductive oxide layers for Si-based thin film solar cells
CN103203912B (zh) 一种新型azo镀膜玻璃及其制备工艺
Chen et al. New natively textured surface Al-doped ZnO-TCOs for thin film solar cells via magnetron sputtering
CN104409528A (zh) 一种宽光谱特性改善的hazo/azo复合透明导电前电极及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant