[发明专利]一种缺氮的亚氮化钛薄膜、其制备方法及其在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用

权利要求书

1.一种缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于，采用直流反应磁控溅射制备工艺，并保持低压下制备缺氮的TiN_x薄膜，所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法包括如下步骤：

步骤1：将基底清洗干净后备用；基底采用玻璃、硅片或石英片；

步骤2：将基底放入直流磁控溅射真空腔室中样品架上，采用纯度不低于99.97％的纯Ti靶材作为溅射源，利用真空抽气系统使得真空腔室的本底真空度不大于3×10^-4Pa；

步骤3：向直流磁控溅射真空腔室中通入纯度不低于99.999％的高纯N₂气，保持气体流量不低于40sccm；

步骤4：在直流磁控溅射真空腔室中起辉后，将压强调整到溅射气压，所述的溅射气压为0.5～1.0Pa；在室温下制备出非化学配比的TiN_x薄膜，其中x1。

2.根据权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤1中，当选玻璃作为基底时，先使用丙酮、乙醇、去离子水分别超声至少10分钟，然后利用氮气吹干，干燥清洗处理后的玻璃应保证无划痕和灰尘。

3.根据权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤2中，所述纯Ti靶材应无靶材中毒现象，至少需要保证靶材表面无白色附着物或密布针状放电痕迹。

4.根据权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤2中，溅射源与样品架的靶基距不大于60mm。

5.根据权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤4中，N₂气气体流量需要至少稳定10min，再进行后续起辉。

6.根据权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤4中，所制备的TiN_x薄膜是具有高电子浓度和化学配比为缺N的均匀致密薄膜材料，电子浓度均不低于5×10²²cm^-3。

7.根据权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤4中，所制备的TiN_x薄膜的x≤0.78，电子浓度均不低于1×10²³cm^-3，电阻率不高于2×10^-4Ω·cm。

8.一种缺氮的亚氮化钛薄膜，其特征在于：利用权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法制备而成。

9.一种缺氮的亚氮化钛薄膜在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，其特征在于：利用权利要求1所述缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法制备缺氮的TiN_x薄膜，并制成SiO_y/TiN_x复合薄膜，该复合薄膜作为单晶硅太阳能电池背部钝化接触层。

10.根据权利要求9所述缺氮的亚氮化钛薄膜在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，其特征在于：单晶硅太阳能电池器件包括n型Si衬底(5)，在n型Si衬底(5)的正面依次向外设置有超薄a-SiO_y(In)钝化层(4)、ITO薄膜(3)、正面银电极(2)、正面铝电极(1)，其中，0y2；在n型Si衬底(5)的背部设置有背部钝化结构，该背面钝化结构为叠层钝化介质层，该叠层钝化介质层由内向外依次为超薄疏松SiO_y薄膜(6)和TiN_x薄膜(7)，所述背面钝化结构外侧为Al背电极(8)。