本发明是关于太阳能电池,特别是关于一种用于太阳能电池电极的透明导电薄膜。
背景技术:
1、透明导电膜是一种特别适于用作太阳能电池电极的材料。而太阳能电池又是一种非常重要的绿色新能源产品,因而透明导电膜长期以来受到广泛研究。掺铝氧化锌(azo)薄膜是一类重要的透明导电膜体系,但是由于其本身是半导体材料,所以如何降低该类材料的电阻是长期的研究难点。
2、现有技术cn103031556a公开了一种zno/al/zno光电透明导电薄膜。该现有技术的主要构思在于:通过退火的方式促使al向zno薄膜内扩散,从而通过退火扩散的方式形成azo薄膜,从而得到透明导电膜。但是该现有技术的缺陷在于:由于其提出的膜层结构中存在纯金属层,而纯金属是典型的不利于透光率的材料(由于纯金属的能带结构,纯金属非常易于吸收光子,所以纯金属是典型的不利于透光率的材料),因此该现有技术中,透光率最优的实施例(也即该现有技术的实施例1,由于实施例1中的al层厚度为5nm,其它实施例的al层厚度至少20nm,因此根据一般规律,实施例1为透光率最优的实施例)的最低透光率仅为80%左右,而一般的azo薄膜的透光率一般可以达到88%。如何兼顾透明导电膜的电阻率和透光率,是现有技术难以解决的技术问题。
技术实现思路
1、为实现上述目的,本发明提供了一种用于太阳能电池电极的透明导电薄膜,其特征在于,薄膜是通过如下步骤形成的:
2、利用磁控溅射方法在玻璃基片上形成第一azo层;
3、利用磁控溅射方法在第一azo层上形成第一掺cu的azo层;
4、利用磁控溅射方法在第一掺cu的azo层上形成al层;
5、利用磁控溅射方法在al层上形成第二掺cu的azo层;
6、利用磁控溅射方法在第二掺cu的azo层上形成第二azo层以得到薄膜;
7、对薄膜进行退火。
8、在一优选的实施方式中,第一azo层的厚度为40-60nm,第一掺cu的azo层的厚度为40-60nm,al层的厚度为2-3nm,第二掺cu的azo层的厚度为40-60nm,第二azo层的厚度为40-60nm。
9、在一优选的实施方式中,利用磁控溅射方法在玻璃基片上形成第一azo层的工艺包括:
10、磁控溅射靶材为第一azo靶材,其中,第一azo靶材中al与zn的摩尔比为(1-1.5):30,溅射电源采用射频电源,溅射功率为100-150w,溅射电压为50-100v,溅射温度为100-150℃,溅射气氛为氩气气氛,氩气流量为20-30sccm。
11、在一优选的实施方式中,利用磁控溅射方法在第一azo层上形成第一掺cu的azo层的工艺包括:
12、磁控溅射靶材为第一掺cu的azo靶材,其中,第一掺cu的azo靶材中cu、al与zn的摩尔比为0.5:(1-1.5):30,溅射电源采用射频电源,溅射功率为120-160w,溅射电压为100-150v,溅射温度为100-150℃,溅射气氛为氩气气氛,氩气流量为20-30sccm。
13、在一优选的实施方式中,利用磁控溅射方法在第一掺cu的azo层上形成al层的工艺包括:
14、磁控溅射靶材为al金属靶材,其中,溅射电源采用射频电源,溅射功率为60-80w,溅射电压为30-40v,溅射温度为100-150℃,溅射气氛为氩气气氛,氩气流量为20-30sccm。
15、在一优选的实施方式中,利用磁控溅射方法在al层上形成第二掺cu的azo层的工艺包括:
16、磁控溅射靶材为第二掺cu的azo靶材,其中,第二掺cu的azo靶材中cu、al与zn的摩尔比为0.7:(1.2-1.8):30,溅射电源采用射频电源,溅射功率为140-180w,溅射电压为100-150v,溅射温度为100-150℃,溅射气氛为氩气气氛,氩气流量为20-30sccm。
17、在一优选的实施方式中,利用磁控溅射方法在第二掺cu的azo层上形成第二azo层以得到薄膜的工艺包括:
18、磁控溅射靶材为第二azo靶材,其中,第二azo靶材中al与zn的摩尔比为(1.6-2):30,溅射电源采用射频电源,溅射功率为100-150w,溅射电压为50-100v,溅射温度为100-150℃,溅射气氛为氩气气氛,氩气流量为20-30sccm。
19、在一优选的实施方式中,对薄膜进行退火的工艺包括:
20、退火温度为300-350℃,退火气氛为氮气气氛,退火时间为20-40min。
21、与现有技术相比,本发明具有如下优点,1、本发明的透明导电膜的、在可见光范围内的最低透光率远远高于现有技术。2、本发明的膜层可以兼顾透光率以及电阻率。3、本发明的膜层厚度远远高于现有技术,这使得本发明的透明导电膜的使用寿命远远高于现有技术。
1.一种用于太阳能电池电极的透明导电薄膜,其特征在于,所述薄膜是通过如下步骤形成的:
2.如权利要求1所述的薄膜,其中,所述第一azo层的厚度为40-60nm,所述第一掺cu的azo层的厚度为40-60nm,所述al层的厚度为2-3nm,所述第二掺cu的azo层的厚度为40-60nm,所述第二azo层的厚度为40-60nm。
3.如权利要求2所述的薄膜,其中,利用磁控溅射方法在玻璃基片上形成第一azo层的工艺包括:
4.如权利要求3所述的薄膜,其中,利用磁控溅射方法在所述第一azo层上形成第一掺cu的azo层的工艺包括:
5.如权利要求4所述的薄膜,其中,利用磁控溅射方法在所述第一掺cu的azo层上形成al层的工艺包括:
6.如权利要求5所述的薄膜,其中,利用磁控溅射方法在所述al层上形成第二掺cu的azo层的工艺包括:
7.如权利要求6所述的薄膜,其中,利用磁控溅射方法在所述第二掺cu的azo层上形成第二azo层以得到所述薄膜的工艺包括:
8.如权利要求7所述的薄膜,其中,对所述薄膜进行退火的工艺包括: