CN112614902A - 一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112614902A
CN112614902A CN202011354923.9A CN202011354923A CN112614902A CN 112614902 A CN112614902 A CN 112614902A CN 202011354923 A CN202011354923 A CN 202011354923A CN 112614902 A CN112614902 A CN 112614902A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
film
ito
growing
transparent conductive
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
CN202011354923.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张悦
陈仁钊
刘曙光
庞先标
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.)
Beijing Lvxing Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Lvxing Energy Technology 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 Beijing Lvxing Energy Technology Co ltd filed Critical Beijing Lvxing Energy Technology Co ltd
Priority to CN202011354923.9A priority Critical patent/CN112614902A/zh
Publication of CN112614902A publication Critical patent/CN112614902A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H01L31/022475—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of indium tin oxide [ITO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/086—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • 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
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法，该透明导电薄膜包括依次连接的硅衬底、ITO薄膜L1层、BZO薄膜L2层、ITO薄膜L3层，其中，ITO薄膜L1层采用磁控溅射生长，BZO薄膜L2层采用LPCVD方法生长，ITO薄膜L3层采用磁控溅射生长。该透明导电薄膜层用于异质结太阳电池制备中，可以降低异质结电池的表面反射率，提高其短路电流密度，并保持良好的接触性能(不降低填充因子FF)。

Description

一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备 方法
技术领域
本发明属于新能源新材料领域，是一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法。
背景技术
硅异质结太阳电池是晶体硅太阳电池重要的发展方向，硅异质结太阳电池具有转化效率高、开路电压高、温度系数低、无光致衰减(LID)、无电致衰减(PID)、低制程工艺温度等优势。
硅异质结太阳电池与以PERC为代表的传统晶硅太阳相比，其最显著的区别在于由非晶硅于晶体硅形成的异质结PN结，而非晶硅的电导率显著低于晶体硅材料，因此在硅异质结太阳电池中，非晶硅层之上往往需要覆盖一层透明导电薄膜，用以提高载流子的收集效率。对比来看，由于非晶硅与透明导电薄膜的引入，硅异质结太阳电池的短路电流密度往往低于其他高效硅太阳电池。
本发明提出一种复合结构透明导电薄膜，通过采取ITO/BZO/ITO的复合三明治结构，降低了硅异质结电池表面反射率，提高了异质结太阳电池的短路电流密度。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种复合透明导电薄膜及其制备方法，可以降低异质结电池的表面反射率，提高其短路电流密度，并保持良好的接触性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜，包括依次连接的硅衬底、ITO薄膜L1层、BZO薄膜L2层、ITO薄膜L3层。
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长10-20nm厚的ITO薄膜L1层；
S2、在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长的40-60nm厚的BZO薄膜L2层；
S3、在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长10-20nm厚的ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。
S4、将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。
优选的，所述步骤S1中，在金字塔绒面硅衬底上生长的ITO薄膜L1层的靶材为ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95-10:90。在金字塔单晶硅绒面衬底上生长ITO薄膜L1层的温度为室温。优选室温为25℃。磁控溅射的功率密度在30mW/cm2-60mW/cm2。磁控溅射的气氛在0.4Pa-0.6Pa之间。
优选的，在所述步骤S1中，生长所述ITO薄膜L1层的磁控溅射的气氛为Ar与O2与H2的混合气氛，且H2与Ar的流量比介于1:80和1:125之间，O2与Ar的流量比介于1:40和1:60之间。
优选的，在所述步骤S2中，生长所述BZO薄膜L2层的温度为170-190℃。气压为50-200Pa。
优选的，在所述步骤S2中，生长所述BZO薄膜L2层的气氛为B2H6、DEZ以及H2O，且B2H6与H2O的流量比在介于1:2-1:6之间，DEZ与H2O的流量比在1:1-1:2之间。
优选的，在所述步骤S3中，生长所述ITO薄膜L3层的靶材为ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95-10:90。生长所述ITO薄膜L3层的温度为室温。优选室温为25℃。磁控溅射的功率密度在30mW/cm2-60 mW/cm2。磁控溅射的气氛在0.4Pa-0.6Pa之间。
优选的，所述步骤S3中，生长所述ITO薄膜L3层的磁控溅射的气氛为Ar与O2与H2的混合气氛，且H2与Ar的流量比介于1:80和1:125之间。O2与Ar的流量比介于1:40和1:60之间。
优选的，生长所述ITO薄膜L3层的气氛中O2与Ar的流量比高于生长ITO薄膜L1层的O2与Ar的流量比。
优选的，所述步骤S4中，退火温度为180-200℃，退火气氛为大气气氛，退火时间为15-30min。
本发明的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法，采用以上方法制备得到的透明导电薄膜层用于异质结太阳电池制备中，可以降低异质结电池的表面反射率，提高其短路电流密度，并保持良好的接触性能(不降低填充因子FF)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L1层；其生长参数见表1所示，其中，采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表1实施例1中ITO薄膜L1层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 2sccm 5sccm 210sccm 0.5Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 20nm
步骤S2：在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长BZO薄膜L2层，其生长参数见表2所示。
表2实施例1中BZO薄膜L2层生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
180℃ 150sccm 450sccm 550sccm 100Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 40nm
步骤S3：在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。ITO薄膜L3层的生长参数见表3，其中采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表3实施例1中ITO薄膜L3层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 2sccm 6sccm 210sccm 0.5Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 20nm
步骤S4：将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。退火参数见表4。
表4实施例1中复合透明导电薄膜的退火参数
Figure BDA0002802342240000041
Figure BDA0002802342240000051
实施例2：
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L1层；其生长参数见表5所示，其中，采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表5实施例2中ITO薄膜L1层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 3sccm 5sccm 280sccm 0.5Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 20nm
步骤S2：在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长BZO薄膜L2层，其生长参数见表6所示。
表6实施例2中BZO薄膜L2层生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
190℃ 215sccm 450sccm 550sccm 100Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 40nm
步骤S3：在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。ITO薄膜L3层的生长参数见表7，其中采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表7实施例2中ITO薄膜L3层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 3sccm 6sccm 280sccm 0.5Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 20nm
步骤S4：将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。退火参数见表8。
表8实施例2中复合透明导电薄膜的退火参数
温度 气压 时间
190℃ 1atm 20min
实施例3：
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L1层；其生长参数见表9所示，其中，采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表9实施例3中ITO薄膜L1层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 3sccm 5sccm 280sccm 0.4Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 20nm
步骤S2：在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长BZO薄膜L2层，其生长参数见表10所示。
表10实施例3中BZO薄膜L2层生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
170℃ 215sccm 450sccm 550sccm 150Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 40nm
步骤S3：在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。ITO薄膜L3层的生长参数见表11，其中采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表11实施例3中ITO薄膜L3层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 3sccm 6sccm 280sccm 0.4Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 20nm
步骤S4：将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。退火参数见表12。
表12实施例3中复合透明导电薄膜的退火参数
温度 气压 时间
190℃ 1atm 20min
实施例4
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L1层；其生长参数见表13所示，其中，采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为10:90。
表13实施例4中ITO薄膜L1层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 2sccm 5sccm 250sccm 0.4Pa 60mW/cm<sup>2</sup> 10nm
步骤S2：在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长BZO薄膜L2层，其生长参数见表14所示。
表14实施例4中BZO薄膜L2层生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
180℃ 120sccm 380sccm 650sccm 200Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 60nm
步骤S3：在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。ITO薄膜L3层的生长参数见表15，其中采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为10:90。
表15实施例4中ITO薄膜L3层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 2sccm 6sccm 250sccm 0.4Pa 60mW/cm<sup>2</sup> 10nm
步骤S4：将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。退火参数见表16。
表16实施例4中复合透明导电薄膜的退火参数
温度 气压 时间
180℃ 1atm 30min
实施例5
一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L1层；其生长参数见表17所示，其中，采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表17实施例5中ITO薄膜L1层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 2sccm 5sccm 250sccm 0.6Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 15nm
步骤S2：在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长BZO薄膜L2层，其生长参数见表18所示。
表18实施例5中BZO薄膜L2层生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
180℃ 120sccm 380sccm 650sccm 50Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 50nm
步骤S3：在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。ITO薄膜L3层的生长参数见表19，其中采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表19实施例5中ITO薄膜L3层生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 2sccm 6sccm 250sccm 0.6Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 15nm
步骤S4：将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。退火参数见表20。
表20实施例5中复合透明导电薄膜的退火参数
温度 气压 时间
180℃ 1atm 30min
对比例1：
单层ITO薄膜
步骤1：在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长单层ITO薄膜，生长参数见表21，采用ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95。
表21对比例1单层ITO薄膜生长参数
温度 H<sub>2</sub>流量 O<sub>2</sub>流量 Ar流量 压强 溅射功率 厚度
常温 3sccm 5sccm 280sccm 0.4Pa 30mW/cm<sup>2</sup> 80nm
步骤S2：将上述单层ITO薄膜进行高温退火。退火参数见表22。
表22对比例1中单层ITO薄膜的退火参数
温度 气压 时间
190℃ 1atm 20min
对比例2：
单层BZO薄膜
步骤1：在金字塔绒面硅衬底上采用LPCVD方法生长单层BZO薄膜，其生长参数见表23所示。
表23对比例2单层BZO薄膜生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
180℃ 215sccm 450sccm 550sccm 150Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 80nm
步骤S2：将上述单层BZO薄膜进行高温退火。退火参数见表24。
表24对比例2中单层BZO薄膜的退火参数
温度 气压 时间
190℃ 1atm 20min
对比例3：
单层BZO薄膜
步骤1：在金字塔绒面硅衬底上采用LPCVD方法生长单层BZO薄膜，其生长参数见表25所示。
表25对比例3单层BZO薄膜生长参数
温度 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>流量 DEZ流量 H<sub>2</sub>O流量 压强 功率密度 厚度
180℃ 215sccm 450sccm 550sccm 150Pa 40mW/cm<sup>2</sup> 80nm
测试：将上述实施例1-5制备的复合透明导电薄膜以及对比例1制备的单层ITO薄膜，对比例2-3所制备的单层BZO薄膜应用于异质结太阳电池的制备中。
太阳能电池的制备工艺：包括如下步骤：清洗、制绒、制备非晶硅钝化膜、制备发射极及背场、制备TCO、印刷并烘干电极。上述太阳电池的制备工艺除TCO(透明导电薄膜)工艺采用本发明的实施例和对比例工艺制备，其余工艺相同且同一炉进行制备。上述太阳能电池除TCO(透明导电薄膜)工艺采用本发明的实施例和对比例工艺制备，其余工艺步骤皆为现有太阳能电池制备工艺，为本领域技术人员所熟知，因此，在这里不再进行详细的阐述。实施例1-5和对比例1-3所制备的太阳能电池的性能结果如表26所示：
表26实施例1-3和对比例1-2的薄膜制备的太阳能电池的性能参数
试验组 V<sub>OC</sub>(mV) J<sub>SC</sub>(mA/cm<sup>2</sup>) FF(％) Eta(％)
实施例1 740.2 38.90 80.1 23.06
实施例2 739.5 38.88 79.9 22.97
实施例3 740.7 38.93 80.4 23.18
实施例4 740.1 39.16 79.8 23.12
实施例5 740.0 38.99 80.5 23.22
对比例1 739.4 38.52 80.2 22.84
对比例2 720.1 38.59 70.2 19.69
对比例3 740.5 38.96 77.6 22.39
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。本领域普通技术人员显然可知，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜，其特征在于，包括依次连接的硅衬底、ITO薄膜L1层、BZO薄膜L2层、ITO薄膜L3层。
2.权利要求1所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在金字塔绒面硅衬底上采用磁控溅射方法生长10-20nm厚的ITO薄膜L1层；
S2、在ITO薄膜L1层上采用LPCVD方法生长的40-60nm厚的BZO薄膜L2层；
S3、在BZO薄膜L2层上采用磁控溅射方法生长10-20nm厚的ITO薄膜L3层；获得复合透明导电薄膜。
S4、将上述复合透明导电薄膜进行高温退火。
3.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，在金字塔绒面硅衬底上生长的ITO薄膜L1层的靶材为ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95-10:90；在金字塔单晶硅绒面衬底上生长ITO薄膜L1层的温度为室温；磁控溅射的功率密度在30mW/cm2-60mW/cm2；磁控溅射的气氛在0.4Pa-0.6Pa之间。
4.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，在所述步骤S1中，生长所述ITO薄膜L1层的磁控溅射的气氛为Ar与O2与H2的混合气氛，且H2与Ar的流量比介于1:80和1:125之间，O2与Ar的流量比介于1:40和1:60之间。
5.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，在所述步骤S2中，生长所述BZO薄膜L2层的温度为170-190℃；气压为50-200Pa。
6.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，在所述步骤S2中，生长所述BZO薄膜L2层的气氛为B2H6、DEZ以及H2O，且B2H6与H2O的流量比在介于1:2-1:6之间，DEZ与H2O的流量比在1:1-1:2之间。
7.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，在所述步骤S3中，生长所述ITO薄膜L3层的靶材为ITO靶材，其中In、Sn的重量比为5:95-10:90；生长所述ITO薄膜L3层的温度为室温；磁控溅射的功率密度在30mW/cm2-60mW/cm2；磁控溅射的气氛在0.4Pa-0.6Pa之间。
8.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，所述步骤S3中，生长所述ITO薄膜L3层的磁控溅射的气氛为Ar与O2与H2的混合气氛，且H2与Ar的流量比介于1:80和1:125之间。O2与Ar的流量比介于1:40和1:60之间。
9.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，生长所述ITO薄膜L3层的气氛中O2与Ar的流量比高于生长ITO薄膜L1层的O2与Ar的流量比。
10.根据权利要求2所述的一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜的制备方法，所述步骤S4中，退火温度为180-200℃，退火气氛为大气气氛，退火时间为15-30min。
CN202011354923.9A 2020-11-27 2020-11-27 一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法 Pending CN112614902A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011354923.9A CN112614902A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011354923.9A CN112614902A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112614902A true CN112614902A (zh) 2021-04-06

Family

ID=75225514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011354923.9A Pending CN112614902A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112614902A (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1441503A (zh) * 2002-02-26 2003-09-10 株式会社藤仓 透明电极的基片
JP2003281941A (ja) * 2002-01-16 2003-10-03 Mitsui Chemicals Inc 透明導電性フィルム及びそれを用いたエレクトロルミネッセンス発光素子
US20060003188A1 (en) * 2003-01-24 2006-01-05 Bridgestone Corporation ITO thin film, method of producing the same, transparent conductive film, and touch panel
US20080047602A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Guardian Industries Corp. Front contact with high-function TCO for use in photovoltaic device and method of making same
KR20080068228A (ko) * 2007-01-18 2008-07-23 주식회사 엘지화학 투명 도전 산화막, 이의 제조방법, 인듐-주석 복합 산화물,및 소결체
US20110048521A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-03 Wei-Lun Lu Thin Film Solar Cell Structure Having Light Absorbing Layer Made Of Chalcopyrite Powders
KR20110135621A (ko) * 2010-06-11 2011-12-19 (주)쏠라스카이 박막형 비정질 실리콘 태양전지 및 그 제조방법
EP2669952A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-04 Roth & Rau AG Photovoltaic device and method of manufacturing same
US20140308773A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Chint Solar (Zhejiang) Co., Ltd. Method of fabricating heterojunction battery
CN105514181A (zh) * 2015-12-14 2016-04-20 山东新华联新能源科技有限公司 绒面结构的tco薄膜、其制备方法及薄膜太阳能电池
CN106298988A (zh) * 2016-10-10 2017-01-04 江苏神科新能源有限公司 一种异质结太阳能电池及其制备方法
CN208655672U (zh) * 2018-08-02 2019-03-26 君泰创新（北京）科技有限公司 异质结太阳能电池
CN110634990A (zh) * 2019-08-29 2019-12-31 国家电投集团科学技术研究院有限公司 硅异质结太阳电池的ito薄膜的制备方法
CN111785440A (zh) * 2020-05-25 2020-10-16 先导薄膜材料（广东）有限公司 Ito薄膜及ito透明导电玻璃的制备方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003281941A (ja) * 2002-01-16 2003-10-03 Mitsui Chemicals Inc 透明導電性フィルム及びそれを用いたエレクトロルミネッセンス発光素子
CN1441503A (zh) * 2002-02-26 2003-09-10 株式会社藤仓 透明电极的基片
US20060003188A1 (en) * 2003-01-24 2006-01-05 Bridgestone Corporation ITO thin film, method of producing the same, transparent conductive film, and touch panel
US20080047602A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Guardian Industries Corp. Front contact with high-function TCO for use in photovoltaic device and method of making same
KR20080068228A (ko) * 2007-01-18 2008-07-23 주식회사 엘지화학 투명 도전 산화막, 이의 제조방법, 인듐-주석 복합 산화물,및 소결체
US20110048521A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-03 Wei-Lun Lu Thin Film Solar Cell Structure Having Light Absorbing Layer Made Of Chalcopyrite Powders
KR20110135621A (ko) * 2010-06-11 2011-12-19 (주)쏠라스카이 박막형 비정질 실리콘 태양전지 및 그 제조방법
EP2669952A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-04 Roth & Rau AG Photovoltaic device and method of manufacturing same
US20140308773A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Chint Solar (Zhejiang) Co., Ltd. Method of fabricating heterojunction battery
CN105514181A (zh) * 2015-12-14 2016-04-20 山东新华联新能源科技有限公司 绒面结构的tco薄膜、其制备方法及薄膜太阳能电池
CN106298988A (zh) * 2016-10-10 2017-01-04 江苏神科新能源有限公司 一种异质结太阳能电池及其制备方法
CN208655672U (zh) * 2018-08-02 2019-03-26 君泰创新（北京）科技有限公司 异质结太阳能电池
CN110634990A (zh) * 2019-08-29 2019-12-31 国家电投集团科学技术研究院有限公司 硅异质结太阳电池的ito薄膜的制备方法
CN111785440A (zh) * 2020-05-25 2020-10-16 先导薄膜材料（广东）有限公司 Ito薄膜及ito透明导电玻璃的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵慧旭;陈新亮;杨旭;杜建;白立沙;陈泽;赵颖;张晓丹;: "In_2O_3:Sn中间层改善B掺杂ZnO薄膜的性能及其应用研究", 物理学报, no. 05, 8 March 2014 (2014-03-08) *
郭杏元;许生;曾鹏举;谭晓华;严松涛;范垂祯;: "直流磁控溅射制备大面积AZO透明导电薄膜", 真空, no. 04, 25 July 2010 (2010-07-25) *
黄建华;刘怀周;: "ITO/BZO复合薄膜制备及在非晶硅薄膜太阳能电池的应用", 人工晶体学报, no. 02, 15 February 2016 (2016-02-15), pages 1 - 5 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101976710A (zh) 基于氢化微晶硅薄膜的晶体硅异质结太阳电池的制备方法
CN102299206B (zh) 一种异质结太阳电池及其制备方法
Lee et al. Silicon solar cells: Past, present and the future
CN102751371A (zh) 一种太阳能薄膜电池及其制造方法
CN218788382U (zh) 一种高效异质结太阳能电池
Li et al. Enhanced electrical and optical properties of boron-doped ZnO films grown by low pressure chemical vapor deposition for amorphous silicon solar cells
WO2023115870A1 (zh) 一种pn异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN101393942B (zh) 多晶硅-碳化硅叠层薄膜太阳能电池
CN111739986A (zh) 一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法
CN218602440U (zh) 新型异质结电池
TW201010115A (en) Method for depositing an amorphous silicon film for photovoltaic devices with reduced light-induced degradation for improved stabilized performance
CN216488096U (zh) 异质结电池及光伏组件
CN210156405U (zh) 具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构
CN112614902A (zh) 一种用于异质结太阳电池的复合结构透明导电薄膜及其制备方法
CN115799402A (zh) 一种硅异质结电池及其制备方法
CN210156406U (zh) 具有双层非晶硅本征层的异质结太阳能电池结构
CN204668332U (zh) 具有梯度结构的碲化镉薄膜太阳能电池
CN211238271U (zh) 一种高转化效率的异质结电池
CN103187454A (zh) 异质接面太阳能电池及其电极
CN108538937B (zh) 一种太阳电池及其制备方法
CN113540259A (zh) 简单高效的单结n型单晶硅电池技术
CN219626669U (zh) 一种硅异质结电池
CN213340387U (zh) P型单晶硅电池
CN216773263U (zh) 一种tco叠层异质结太阳能结构
CN111354814B (zh) 一种双结叠层太阳能电池及其制备方法

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