CN113005412A - 用于硅异质结电池的ito薄膜的制备方法 - Google Patents
用于硅异质结电池的ito薄膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113005412A CN113005412A CN201911316635.1A CN201911316635A CN113005412A CN 113005412 A CN113005412 A CN 113005412A CN 201911316635 A CN201911316635 A CN 201911316635A CN 113005412 A CN113005412 A CN 113005412A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- magnetron sputtering
- sputtering method
- film
- partial pressure
- 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
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 90
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 31
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 41
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 13
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 27
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 8
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 8
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- C23C14/58—After-treatment
- C23C14/5806—Thermal 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/072—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/074—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a heterojunction with an element of Group IV of the Periodic Table, e.g. ITO/Si, GaAs/Si or CdTe/Si 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
-
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法。该方法包括：通过磁控溅射法沉积透明导电氧化物ITO薄膜，所述磁控溅射法中采用的工艺气体包括氩气、氧气和氢气。该方法通过在磁控溅射法沉积ITO薄膜工艺中引入氢气作为反应气体，可以显著降低薄膜产品中散射中心密度，提高载流子迁移率，从而在保持薄膜良好透过率的同时，获得电学性能的提高。
Description
技术领域
本发明涉及硅异质结太阳电池技术领域，具体而言，本发明涉及用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法。
背景技术
透明导电氧化物(TCO)薄膜沉积是硅异质结太阳电池制备的关键技术之一。常用的TCO材料主要包括SnO2体系、In2O3体系和ZnO体系。氟掺杂的SnO2常用于薄膜太阳电池，沉积在大面积的浮法玻璃上。铝掺杂的ZnO由于其经济性上的优势，近年来的研究较为活跃。目前，在硅异质结太阳电池中最常用的TCO材料是锡等金属掺杂的In2O3。锡掺杂的In2O3，即ITO，由于具有低电阻率、高透过率以及可低温沉积的优点，在产业化中广泛应用。
然而，现有的透明导电氧化物薄膜沉积方法仍有待改进。
发明内容
发明人在对透明导电氧化物ITO薄膜沉积方法的研究中发现，现有技术沉积ITO薄膜的载流子迁移率较低，而迁移率的大小主要与电离杂质中心散射等散射机理有关。
鉴于此，本发明提出制备透明导电氧化物ITO薄膜的方法。该方法制备得到的ITO薄膜具有优秀的电学性能和光学性能。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法。根据本发明的实施例，该方法包括：通过磁控溅射法沉积ITO薄膜，所述磁控溅射法中采用的工艺气体包括氩气、氧气和氢气。该方法通过在磁控溅射法沉积ITO薄膜工艺中引入氢气作为反应气体，可以显著降低薄膜产品中散射中心密度，提高载流子迁移率，从而在保持薄膜良好透过率的同时，获得电学性能的提高。
另外，根据本发明上述实施例的用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述氢气以氩气氢气混合气的形式提供。
在本发明的一些实施例中，所述氩气氢气混合气中氢气的占比不高于5v％。
在本发明的一些实施例中，所述磁控溅射法的工艺参数包括：功率密度为0.7～70W/cm，沉积速度为0.2～2.5nm/s。
在本发明的一些实施例中，所述磁控溅射法的工艺参数包括：气压为0.1～1.2Pa。
在本发明的一些实施例中，所述磁控溅射法的工艺参数包括：氧气分压占比为0.1～3v％，氢气分压占比为0.1～1.5v％。
在本发明的一些实施例中，所述磁控溅射法的工艺参数包括：氧气分压占比为0.1～1.5v％，氢气分压占比为0.1～0.8v％。
在本发明的一些实施例中，所述制备方法进一步包括：在所述ITO薄膜沉积完成后，进行退火处理。
在本发明的一些实施例中，所述退火处理在空气、氮气或氧气气氛中、100～250℃下进行10～40min完成。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法。根据本发明的实施例，该方法包括：通过磁控溅射法沉积ITO薄膜，所述磁控溅射法中采用的工艺气体包括氩气、氧气和氢气。该方法通过在磁控溅射法沉积ITO薄膜工艺中引入氢气作为反应气体，可以显著降低薄膜产品中散射中心密度，提高载流子迁移率，从而在保持薄膜良好透过率的同时，获得电学性能的提高。
下面进一步对根据本发明实施例的用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法进行详细描述。
采用本发明提供的方法形成ITO薄膜，可以有效降低薄膜中散射中心密度，提高载流子迁移率，实现ITO薄膜电学性能和光学性能的优化。另外需要说明的是，本发明提供的方法同样适用于制备含Zr、Mo、Ti、W、Ta、Nb等中至少之一掺杂元素的ITO薄膜。
根据本发明的一些实施例，上述氢气可以以氩气氢气混合气的形式提供。由此，可以进一步提高获得的ITO薄膜的电学性能和光学性能。
根据本发明的一些实施例，当采用氩气稀释氢气的方式引入氢气作为磁控溅射法工艺气体时，上述氩气氢气混合气中氢气的占比不高于5v％。具体的，在氩气氢气混合气中，氢气的占比可以为0.1v％、0.5v％、1v％、2v％、3v％、5v％等。由此，可以进一步提高获得的ITO薄膜的电学性能和光学性能。
根据本发明的一些实施例，上述磁控溅射法的工艺参数包括：功率密度为0.7～70W/cm，沉积速度为0.2～2.5nm/s。具体的，功率密度可以为0.7W/cm、1.5W/cm、5W/cm、7W/cm、14W/cm、20W/cm、25W/cm、30W/cm、40W/cm、60W/cm、70W/cm等，优选为7～40W/cm。沉积速度可以为0.2nm/s、0.5nm/s、1nm/s、1.2nm/s、1.5nm/s、2nm/s、2.4nm/s、2.5nm/s等。发明人在研究中发现，如果磁控溅射法中采用的功率密度过高，则可能导致薄膜电阻率升高；如果沉积速度过快，则可能导致镀膜均匀性变差。
根据本发明的一些实施例，上述磁控溅射法的工艺参数包括：气压为0.1～1.2Pa。具体的，气压可以为0.1Pa、0.2Pa、0.5Pa、0.8Pa、1Pa、1.2Pa等，优选为0.1～0.8Pa。发明人在研究中发现，如果磁控溅射法中采用的气压过高，则可能导致镀膜速率变慢。
根据本发明的一些实施例，上述磁控溅射法的工艺参数包括：氧气分压占比为0.1～3v％，氢气分压占比为0.1～1.5％。具体的，氧气分压占比可以为0.1v％、0.2v％、0.5v％、1v％、2v％、3v％等，氢气分压占比可以为0.1v％、0.2v％、0.4v％、0.8v％、1v％、1.2v％、1.5v％等。发明人在研究中发现，如果磁控溅射法工艺气体中的氧气分压过高，则可能导致载流子浓度过低，薄膜电阻率过高；如果工艺气体中的氢气分压过高，则可能导致薄膜电阻率过高。
通过对磁控溅射法工艺气体中氧气和氢气分压的进一步优化，根据本发明的一些实施例，上述磁控溅射法的工艺参数包括：氧气分压占比为0.1～1.5v％，氢气分压占比为0.1～0.8％。由此，可以进一步提高获得的ITO薄膜的电学性能和光学性能。
根据本发明的一些实施例，上述用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法进一步包括：在ITO薄膜沉积完成后，进行退火处理。
根据本发明的一些实施例，上述退火处理可以在空气、氮气或氧气气氛中、100～250℃下进行10～40min完成。具体的，退火温度可以为100℃、150℃、200℃、250℃等，退火时间可以为10min、20min、30min、40min等。通过在上述条件下对形成的ITO薄膜进行退火，可以进一步提高薄膜的电学性能和光学性能。
根据本发明的实施例，采用本发明提供的方法形成的ITO薄膜的载流子迁移速率为30～80cm2/V·s，电阻率为2×10-4Ω·cm～9×10-4Ω·cm。
进一步地，本发明提供的制备ITO薄膜的方法可以应用于制备硅异质结太阳电池。根据本发明的实施例，制备硅异质结太阳电池的方法包括：
提供N型晶硅衬底；
在N形晶硅衬底的一侧表面依次形成本征非晶硅薄膜、N型掺杂非晶硅薄膜，然后按照上述实施例的方法在N型掺杂非晶硅薄膜表面形成ITO薄膜，并在ITO薄膜表面形成栅线电极；
在N形晶硅衬底的另一侧表面依次形成本征非晶硅薄膜、P型掺杂非晶硅薄膜，然后按照上述实施例的方法在P型掺杂非晶硅薄膜表面形成ITO薄膜，并在ITO薄膜表面形成栅线电极。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
一般方法
在N形晶硅衬底的一侧表面依次形成本征非晶硅薄膜、N型掺杂非晶硅薄膜，在N形晶硅衬底的另一侧表面依次形成本征非晶硅薄膜、P型掺杂非晶硅薄膜，然后通过磁控溅射法在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜表面形成ITO薄膜。
实施例1
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为0.1v％，氧气分压占比为0.1v％。
气压：0.1Pa。
功率密度：0.7W/cm。
沉积速度：0.2nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为20cm2/V·s，电阻率为8.9×10-4Ω·cm。
实施例2
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为0.5v％，氧气分压占比为0.5v％。
气压：0.5Pa。
功率密度：7W/cm。
沉积速度：1nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为44cm2/V·s，电阻率为7.1×10-4Ω·cm。
实施例3
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为0.8v％，氧气分压占比为1v％。
气压：0.8Pa。
功率密度：14W/cm。
沉积速度：1.5nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为76cm2/V·s，电阻率为3.2×10-4Ω·cm。
实施例4
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为1.5v％，氧气分压占比为1.5v％。
气压：0.8Pa。
功率密度：40W/cm。
沉积速度：2nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为58cm2/V·s，电阻率为6.3×10-4Ω·cm。
实施例5
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为1.5v％，氧气分压占比为3v％。
气压：1.2Pa。
功率密度：70W/cm。
沉积速度：2.4nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为52cm2/V·s，电阻率为9×10-4Ω·cm。
对比例1
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为1.5v％，氧气分压占比为1.5v％。
气压：0.8Pa。
功率密度：80W/cm。
沉积速度：5nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为45cm2/V·s，电阻率为1.7×10-3Ω·cm。
对比例2
按照一般方法形成ITO薄膜，其中：
磁控溅射法的工艺参数包括：
工艺气体：氩气、氢气、氧气，其中，氢气分压占比为1.5v％，氧气分压占比为1.5v％。
气压：0.8Pa。
功率密度：80W/cm。
沉积速度：25nm/s。
测试结果表明，制备得到的ITO薄膜的载流子迁移速率为42cm2/V·s，电阻率为2.2×10-3Ω·cm。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种用于硅异质结电池的ITO薄膜的制备方法，其特征在于，包括：通过磁控溅射法沉积ITO薄膜，所述磁控溅射法中采用的工艺气体包括氩气、氧气和氢气。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢气以氩气氢气混合气的形式提供。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氩气氢气混合气中氢气的占比不高于5v％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射法的工艺参数包括：功率密度为0.7～70W/cm，沉积速度为0.2～2.5nm/s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射法的工艺参数包括：气压为0.1～1.2Pa。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射法的工艺参数包括：氧气分压占比为0.1～3v％，氢气分压占比为0.1～1.5v％。
7.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射法的工艺参数包括：氧气分压占比为0.1～1.5v％，氢气分压占比为0.1～0.8v％。
8.根据权利要求1～7任一项制备所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述ITO薄膜沉积完成后，进行退火处理。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理在空气、氮气或氧气气氛中、100～250℃下进行10～40min完成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911316635.1A CN113005412A (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 用于硅异质结电池的ito薄膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911316635.1A CN113005412A (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 用于硅异质结电池的ito薄膜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113005412A true CN113005412A (zh) | 2021-06-22 |
Family
ID=76382558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911316635.1A Pending CN113005412A (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 用于硅异质结电池的ito薄膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113005412A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114914311A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-08-16 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 导电层、太阳能电池及其制备方法 |
| CN116487448A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 天合光能股份有限公司 | 薄膜及制备方法、太阳电池及制备方法与光伏组件 |
| CN114574831B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-02-02 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种精确控制ito薄膜方块电阻的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102751339A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-10-24 | 常州天合光能有限公司 | 异质结太阳能电池结构及其制作方法 |
| CN107557745A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-09 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 非晶透明导电氧化物薄膜的制备方法 |
| CN108231940A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-29 | 中智(泰兴)电力科技有限公司 | 一种用于晶体硅异质结太阳电池的透明导电氧化物薄膜的制备方法 |
| CN108831935A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-16 | 中智(泰兴)电力科技有限公司 | 晶体硅异质结太阳电池的透明导电氧化物薄膜的制备方法 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201911316635.1A patent/CN113005412A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102751339A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-10-24 | 常州天合光能有限公司 | 异质结太阳能电池结构及其制作方法 |
| CN107557745A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-09 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 非晶透明导电氧化物薄膜的制备方法 |
| CN108231940A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-29 | 中智(泰兴)电力科技有限公司 | 一种用于晶体硅异质结太阳电池的透明导电氧化物薄膜的制备方法 |
| CN108831935A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-16 | 中智(泰兴)电力科技有限公司 | 晶体硅异质结太阳电池的透明导电氧化物薄膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘智;徐晴;谷锦华;卢景霄;: "直流磁控溅射技术低温制备高电导和高透明的氢掺杂AZO薄膜", 真空科学与技术学报 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114574831B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-02-02 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种精确控制ito薄膜方块电阻的方法 |
| CN114914311A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-08-16 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 导电层、太阳能电池及其制备方法 |
| CN114914311B (zh) * | 2022-04-18 | 2023-03-07 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 导电层、太阳能电池及其制备方法 |
| WO2023202016A1 (zh) * | 2022-04-18 | 2023-10-26 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 导电层、太阳能电池及其制备方法 |
| CN116487448A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 天合光能股份有限公司 | 薄膜及制备方法、太阳电池及制备方法与光伏组件 |
| CN116487448B (zh) * | 2023-06-21 | 2024-02-27 | 天合光能股份有限公司 | 薄膜及制备方法、太阳电池及制备方法与光伏组件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101389546B1 (ko) | 표면 패시베이션이 향상된 결정성 실리콘 태양 전지의 제조 방법 | |
| EP1352987B1 (en) | Transparent conductive laminate and process of producing the same | |
| EP3503210A1 (en) | Heterojunction solar cell and fabrication method thereof | |
| CN113005412A (zh) | 用于硅异质结电池的ito薄膜的制备方法 | |
| CN102165559B (zh) | 透明导电层和包括该透明导电层的透明电极 | |
| CN111653644A (zh) | 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| US20120132268A1 (en) | Electrode, photovoltaic device, and method of making | |
| KR20090084539A (ko) | 이중층 구조의 표면 텍스처링된 산화아연계 투명도전성박막 및 그 제조방법 | |
| Das et al. | Further optimization of ITO films at the melting point of Sn and configuration of Ohmic contact at the c-Si/ITO interface | |
| WO2005078154A1 (ja) | 透明導電膜の製造方法、及びタンデム型薄膜光電変換装置の製造方法 | |
| WO2012101876A1 (ja) | 透明電極基板およびその製造方法、光電変換装置およびその製造方法、光電変換モジュール | |
| CN103031556B (zh) | 一种ZnO/Al/ZnO光电透明导电薄膜的沉积制备方法 | |
| KR101236039B1 (ko) | 도전 적층체 및 이의 제조방법 | |
| WO2006098185A1 (ja) | 薄膜光電変換装置用基板の製造方法、及び薄膜光電変換装置 | |
| CN102187476B (zh) | 透明导电氧化锌显示器膜及该膜的制造方法 | |
| CN113035995B (zh) | 用于硅异质结太阳电池的ito薄膜的制备方法 | |
| EP4333081A1 (en) | Conductive layer and preparation method therefor, and solar cell | |
| CN114335236A (zh) | 钝化接触电池及其制备方法和钝化接触结构及其制备装置 | |
| JP2012049084A (ja) | 透明導電膜積層体及びその製造方法、並びに薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| US20170175249A1 (en) | Thin metal film substrate and method for preparing the same | |
| CN114843175A (zh) | 一种n型掺杂氧化微晶硅、异质结太阳能电池及两者的制备方法 | |
| CN112968076A (zh) | 一种透明导电薄膜的制备方法 | |
| CN110634990A (zh) | 硅异质结太阳电池的ito薄膜的制备方法 | |
| CN111593320A (zh) | 石墨烯基透明柔性导电膜层及其制备方法 | |
| KR100806681B1 (ko) | 주기적 급속 열처리에 의한 고전도성 산화아연의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220407 Address after: 330096 Building 1, Photoelectric Industrial Park, Yaohu West Avenue, high tech Industrial Development Zone, Nanchang, Jiangxi Province Applicant after: State Power Investment Group New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 102209 Beijing Changping Future Science and Technology City Applicant before: STATE POWER INVESTMENT CORPORATION Research Institute Applicant before: State Power Investment Group New Energy Technology Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |