[发明专利]一种柔性薄膜太阳能电池用背电极的制备方法

说明书

本发明公开一种柔性薄膜太阳能电池用背电极的制备方法，包括以下步骤：选取聚合物基板或金属柔性基板作为柔性基底；通过离子源溅射，对柔性基底进行清洗；通过磁控溅射，依次生长合金膜层、ZnAl膜层、降阻膜层、防腐蚀膜层、Mo膜层；最后将得到的膜层结构放入真空炉中退火，得到所述柔性薄膜太阳能电池用背电极；方法制备得到的背电极具有质量轻、可弯曲、便于携带、后期高温硒化不变形、抗腐蚀、低电阻率、薄膜应力小等优点，且多层膜结构与基底附着强度高，能够避免基底中Na⁺向吸收层的扩散且与CIGS有良好的欧姆接触。

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体是一种柔性薄膜太阳能电池用背电极的制备方法。

背景技术

目前铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池正迅速发展，但多数为玻璃基底，柔性CIGS薄膜太阳能电池刚刚开始，由于其质量轻，可折叠，可弯曲，便于携带，因此可以采用环绕式溅射沉积，有利于实现大规模生产，且显著的降低成本，可大量应用于便携式应急充电背包，光伏帐篷，光伏窗帘，光伏屋顶，太阳能汽车等具有广阔的应用空间，提高柔性CIGS薄膜太阳能电池效率及寿命有利于我国光伏产业的持续健康发展。

传统背电极为Si₃N₄+Mo复合膜的结构，由于传统Mo背电极中Mo膜较厚，导致薄膜应力大，与基板附着强度较低，且Mo膜制备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性薄膜太阳能电池用背电极的制备方法，该方法制备得到的背电极具有质量轻、可弯曲、便于携带、后期高温硒化不变形、抗腐蚀、低电阻率、薄膜应力小等优点，且多层膜结构与基底附着强度高，能够避免基底中Na⁺向吸收层的扩散且与CIGS有良好的欧姆接触。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种柔性薄膜太阳能电池用背电极的制备方法，包括以下步骤：

S1、选取聚合物基板或金属柔性基板作为柔性基底；

S2、通过离子源溅射，对柔性基底进行清洗；

S3、通过磁控溅射，在柔性基底顶面溅射生长60～120 nm厚度的合金膜层，合金膜层为CuAl、CuZn、TiAl或TiCu；

S4、通过磁控溅射，在合金膜层顶面溅射生长40～80 nm厚度的ZnAl膜层；

S5、通过磁控溅射，在ZnAl膜层顶面溅射生长20～40 nm厚度的降阻膜层，降阻膜层为Ti、Al、Ag或Cu膜层；

S6、通过磁控溅射，，在降阻膜层顶面溅射生长15～60 nm厚度的防腐蚀膜层，防腐蚀膜层为MoN、MoO、Al₂O₃、Ti_xN_y或TiO_xN_y等膜层；

S7、通过磁控溅射，在防腐蚀膜层顶面溅射生长55～75 nm厚度的Mo膜层；

S8、将步骤S7得到的膜层结构放入真空炉中退火，得到所述柔性薄膜太阳能电池用背电极。

进一步的，步骤S8所述退火温度为600℃。

进一步的，将步骤S5得到的膜层结构进行300℃的合金化再进行步骤S6。

本发明的有益效果是：

一、采用聚合物基板或金属柔性基板作为柔性基底，质量轻，可折叠，可弯曲，便于携带，因此可以采用环绕式溅射沉积，有利于实现大规模生产，且显著的降低成本。

二、背电极采用多层膜结构，合金膜层以及降阻膜层的加入可以有效提高背电极导电性能。