CN115863475A - 一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于薄膜太阳能电池技术领域,具体是公开一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法,是先在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层AZO膜层,再在第一层AZO膜层上利用掩模板蒸镀金属层,然后在金属层上沉积第二层AZO膜层,最后快速热退火使金属层形成金属颗粒团簇,使第二层AZO膜层的顶面挤压成绒面,完成前电极的制备。本发明可以很好地控制金属层的位置、形状和尺寸;形成的金属颗粒团簇还极大地改进了前电极的导电率,同时保持较好的透光率;第二层AZO膜层的表面因挤压形成绒面,有较高的雾度,能够增加光程,提高光电转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域,具体是一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法。
背景技术
薄膜太阳能电池是效率最高的太阳能电池之一,具有优异的稳定性,广泛适用于光伏建筑一体化(BIPV)、户用发电、设施农业等领域,应用前景广阔。以透明导电膜作为薄膜太阳能电池的前电极,需要在宽光谱范围内有较高的透光率以使更多的光进入吸收层,同时需要其具有优异的电学性能利于电子导出。掺铝氧化锌(AZO)是一种常见的透明导电薄膜,具有高电导率、高稳定性、低成本及无毒的优点,但在实现高的光学透过率和优异的电子传输特性之间需要平衡,难以两者兼顾。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术不足,提供一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法,利用金属材料改进前电极导电率的同时保持较好的透光率,而且属于物理法,工艺稳定、过程可控。
为解决上述问题,本发明提供了一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法,包括以下步骤:
(1)、清洁衬底基板,去除脏污;
(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层AZO膜层;
(3)、在第一层ZO膜层上利用掩模板蒸镀金属层;
(4)、在金属层上沉积第二层AZO膜层;
(5)、快速热退火使金属层形成金属颗粒团簇,使第二层AZO膜层的顶面挤压成绒面,完成前电极的制备;
所述的衬底基板包括玻璃衬底,玻璃衬底上沉积有阻挡层和背电极层,背电极层上制作有PN结层,所述的PN结层包括CIGS吸收层、缓冲层和高阻层。
本发明制备方法具有如下优点:①使用掩模板蒸镀金属层可以很好地控制金属层的位置、形状和尺寸;②利用热退火形成的金属颗粒团簇极大地改进了前电极的导电率,同时保持较好的透光率;③第二层AZO膜层的表面因金属颗粒团簇的挤压作用形成绒面,有较高的雾度,能够增加光程,提高光电转化效率。
具体地,所述的金属层是银金属层或铜金属层。掩模板上具有预定位置和形状的孔洞,可以很好地控制金属层的位置、形状和尺寸。
附图说明
图1是本发明使用的衬底基板的结构示意图。
图2是本发明退火前的薄膜太阳能电池的结构示意图。
图3是本发明薄膜太阳能电池的结构示意图。
图4是本发明使用的掩膜板的示意图。
图5是本发明使用的另一掩膜板的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
实施例一
一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法,包括以下步骤:
(1)、清洁衬底基板,去除脏污;
所述的衬底基板如图1所示,包括玻璃衬底1,玻璃衬底1上沉积有阻挡层2和背电极层3,背电极层3上制作有PN结层,所述的PN结层包括CIGS吸收层4、缓冲层和高阻层5;玻璃衬底1为中铝玻璃,玻璃衬底1的厚度为1.2~3.5mm。阻挡层2的材料是氮化硅,阻挡层2的膜厚为10~120nm。背电极层3为钼电极,背电极层3的膜厚为80~300nm;缓冲层的材质为InS或CdS,缓冲层的厚度为50~100nm;高阻层5的材质为本征氧化锌(ZnO),高阻层5的厚度为10~80nm。
(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层AZO膜层61;
(3)、在第一层ZO膜层61上利用掩模板蒸镀银形成银金属层7;
(4)、在银金属层7上沉积第二层AZO膜层62,如图2所示;
(5)、快速热退火使金属层7形成银颗粒团簇71,在金属颗粒团簇的挤压下,第二层AZO膜层62的顶面挤压成绒面63,完成前电极6的制备,如图3所示。
实施例二
一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法,包括以下步骤:
(1)、清洁衬底基板,去除脏污;
所述的衬底基板如图1所示,包括玻璃衬底1,玻璃衬底1上沉积有阻挡层2和背电极层3,背电极层3上制作有PN结层,所述的PN结层包括CIGS吸收层4、缓冲层和高阻层5;玻璃衬底1为中铝玻璃,玻璃衬底1的厚度为1.2~3.5mm。阻挡层2的材料是氮化硅,阻挡层2的膜厚为10~120nm。背电极层3为钼电极,背电极层3的膜厚为80~300nm;缓冲层的材质为InS或CdS,缓冲层的厚度为50~100nm;高阻层5的材质为本征氧化锌(ZnO),高阻层5的厚度为10~80nm。
(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层AZO膜层61;
(3)、在第一层ZO膜层61上利用掩模板蒸镀铜形成铜金属层7;
(4)、在铜金属层7上沉积第二层AZO膜层62,如图2所示;
(5)、快速热退火使金属层7形成铜颗粒团簇71,在金属颗粒团簇的挤压下,第二层AZO膜层62的顶面挤压成绒面63,完成前电极的制备,如图3所示。
上述两个实施例中,所用掩膜板上有根据需要设置的孔洞,孔洞的位置、形状和尺寸都可以根据实际需要就那些设置,例如其形状可以是圆形(如图4所示),也可以是三角形(如图5所示),等等。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、清洁衬底基板,去除脏污;
(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层AZO膜层;
(3)、在第一层AZO膜层上利用掩模板蒸镀金属层;
(4)、在金属层上沉积第二层AZO膜层;
(5)、热退火使金属层形成金属颗粒团簇,使第二层AZO膜层的顶面挤压成绒面,完成前电极的制备;
所述的衬底基板包括玻璃衬底,玻璃衬底上沉积有阻挡层和背电极层,背电极层上制作有PN结层,所述的PN结层包括CIGS吸收层、缓冲层和高阻层。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池前电极的制备方法,其特征在于:所述的金属层是银金属层或铜金属层。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池前电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的掩模板上具有预定位置和形状的孔洞。
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