[发明专利]一种硅基薄膜太阳能电池用绒面AZO薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绒面AZO透明导电膜的制备方法，属于薄膜光伏电池技术领域，特别涉及作为硅基薄膜太阳能电池前电极的绒面AZO薄膜制备方法。

背景技术

磁控溅射工艺制备AZO薄膜（掺铝的氧化锌），由于其重复性好、允许低温沉积、沉积速率高、附着性好、沉积参数容易控制等优点应用得最为普遍。目前制备绒面AZO方法之一是利用AZO薄膜的表面可刻蚀性，先采用磁控溅射技术在玻璃表面镀上表面光滑的AZO薄膜，其电学性能和光学性能都很好，然后再用酸腐蚀或离子束刻蚀的方法对其进行表面刻蚀，达到表面织构化的结构，形成绒面。其中又以湿法刻蚀技术最为成熟。湿法刻蚀一般采用体积分数为0.5％的稀盐酸，刻蚀时间一般10～30s，薄膜表面均方根粗糙度一般为20～150nm，特征尺寸一般为200～1000nm，雾度一般为14～35％，性能指标可以满足薄膜光伏电池的前电极要求，然而这种通过先成膜后酸蚀的工艺来实现的AZO绒面形成方法，对AZO薄膜的厚度要求过高，即要形成具有一定绒面结构的薄膜，大约要无端消耗三分之一以上的AZO膜才能实现在剩余的三分之二厚度的薄膜表面具有期望的绒面结构，这造成了生产成本的增加，不利于长期的规模化生产。还有一种方法是，通过精确控制实验参数，直接溅射出有绒面结构的AZO薄膜，然而这种方法得到的AZO绒面结构不显著，无法满足太阳能电池对前电极陷光结构的需求指标。

发明内容

针对现有绒面AZO制备技术存在酸蚀浪费、环境污染及其绒面效果不显著的缺陷，本发明提出一种替代常规先成膜后酸蚀工艺的绒面AZO薄膜制备方法，避免对AZO薄膜厚度要求过高以及对薄膜厚度的无端刻蚀所造成的浪费及废弃酸液的环境污染问题，有效降低生产成本，而且能满足太阳能电池对前电极陷光结构的需求。

本发明提出一种硅基薄膜太阳能电池用绒面AZO薄膜的制备方法，包括以下主要步骤：

（1）取石英砂粉末与水混合并搅拌均匀，配制成石英砂粉末水溶液作为刻蚀玻璃的腐蚀液，简称石英砂腐蚀液；

（2）将上述石英砂腐蚀液通过喷头喷射到清洗干净的玻璃基片上进行刻蚀，控制石英砂腐蚀液的流速为0.1～1m/s，刻蚀时间为5～10分钟；

（3）在刻蚀完成的玻璃基片上采用射频磁控溅射技术制备AZO薄膜，得到的AZO薄膜即为绒面AZO薄膜。

所述石英砂粉末粒度为400～500目。

所述石英砂与水的质量比为0.5～2。

所述喷头为圆形莲花喷头，喷孔数目为100～200个，喷孔直径为1～3厘米。

所述玻璃基片为高强度、抗划伤性能好的铝硅酸盐玻璃，以使得石英砂刻蚀基片表面时，能够得到较为理想的玻璃绒面，为此后的AZO薄膜的生长提供基础。

本发明的优点：

a、本发明采用石英砂水溶液对玻璃表面进行前处理，替代了常规工艺中的先成膜再酸蚀的方法，避免了废弃的酸溶液对环境造成的危害，且不会造成对AZO薄膜的酸蚀浪费，节约了生产成本；

b、与现有的先成膜后酸蚀的工艺及溅射直接形成绒面工艺相比，本发明的制备方法不仅简单可行，而且制备出的AZO绒面结构，更适于硅基薄膜太阳能电池前电极对陷光结构的要求，可以更有效地增加光线在薄膜中的行进光程，增加对光线的吸收量，进而提高电池的光电转换效率。

附图说明

图1 为实施本发明的设备示意图；

图2为实施例1所制备的AZO薄膜的AFM形貌图；

图3为实施例2所制备的AZO薄膜的AFM形貌图。

具体实施方式

实施例1：