專利名稱：太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于透明導(dǎo)電薄膜制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于薄膜太陽電池的具有良好陷光結(jié)構(gòu)的寬光譜陷光的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
光伏作為未來能源主力，必須大幅提高效率、降低成本才能得以生存。透明導(dǎo)電薄膜作為太陽電池的重要組成部分，其絨度特性對電池的性能影響至關(guān)重要。當(dāng)前薄膜電池中應(yīng)用最為廣泛的TCO薄膜是F摻雜SnO2薄膜(SnO2 = F)和Sn摻雜In2O3薄膜(In2O3:Sn)。F摻雜SnO2薄膜通常是利用常壓CVD (APCVD)技術(shù)制備，生長溫度較高Γ500 )，具有一定 的絨面結(jié)構(gòu)，但此種類型TCO不利于低溫沉積和強(qiáng)H等離子體環(huán)境中生長的薄膜電池材料而言，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。而Sn摻雜In2O3薄膜，其薄膜組成中的In元素稀有且成本較高，且不容易獲得粗糙的表面形貌，在強(qiáng)H等離子體環(huán)境中性能容易惡化，也限制了其在薄膜太陽電池中的廣泛應(yīng)用。相比于In2O3和SnO2薄膜材料，ZnO薄膜具有源材料豐富，無毒且相對生長溫度低和在強(qiáng)H等離子體環(huán)境中性能穩(wěn)定等特點(diǎn)獲得了廣泛研究和應(yīng)用。研究表明對于Si基薄膜太陽電池(非晶硅電池、微晶硅電池以及非晶/微晶疊層電池)來說，TCO薄膜的陷光作用對器件性能尤為重要。陷光的結(jié)構(gòu)可以提高光散射能力，增加入射光的光程。因此，陷光結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以有效增強(qiáng)本征層的光學(xué)吸收，提高短路電流密度，從而提高電池效率，而且更為重要的是陷光的引入，可以減薄電池有源層的厚度，這對降低成本是非常重要的。目前制備帶有陷光結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜的方法之一是對濺射產(chǎn)生的摻雜ZnO(ZnO :A1、ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO Mo或ZnO ff)薄膜進(jìn)行濕法腐蝕處理得到“彈坑狀”的陷光結(jié)構(gòu)，從而提高對入射光的散射，增加有源層對光的吸收。該技術(shù)的特點(diǎn)是腐蝕獲得的大“彈坑狀”的表面形貌，可以實(shí)現(xiàn)電池中長波長光的散射和衍射，從而提高長波長光的利用率。傳統(tǒng)的濺射后經(jīng)濕法腐蝕處理的薄膜雖然可以形成“彈坑狀”的陷光結(jié)構(gòu)，對入射光起到了一定的散射作用，增加了入射光在硅基薄膜電池中的光程，達(dá)到了提高光利用率，提高的電池效率的目的。但是，一次腐蝕形成的大的“彈坑狀”絨度雖然增加了長波長的光程，電池的長波響應(yīng)得到了提高，雖然起到了陷光的效果，但是電池的短波光損失比較大。因此，該工藝導(dǎo)致電池的長波長響應(yīng)提高，但短波長光沒有充分利用。另外一種方法，就是利用MOCVD技術(shù)直接生長出具有“類金字塔”結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜，該方法制備的透明導(dǎo)電薄膜可以實(shí)現(xiàn)電池中短波長光的強(qiáng)耦合，進(jìn)而提高電池的短波長光的利用率，但通常由于其獲得“類金字塔”結(jié)構(gòu)尺寸在500nm以下，所以長波長光的陷光利用不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法。該方法中的寬光譜陷光的氧化鋅薄膜能夠?qū)崿F(xiàn)良好的陷光效果，增加入射光在硅基薄膜電池中的光程，以達(dá)到提高光利用率，進(jìn)而提高電池效率的目的，而且最為重要的是通過控制制備工藝可同時(shí)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)對短波、長波光進(jìn)行高效利用的功能。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)了一種能夠提高薄膜太陽電池性能的具有寬光譜陷光的透明導(dǎo)電氧化鋅薄膜及其制備方法，其基本思想是利用對沉積的薄膜首先進(jìn)行濕法腐蝕處理得到具有對入射的長波長光起陷光作用的大“彈坑狀”的陷光絨面層ZnO薄膜，然后在此帶有大“彈坑狀”的陷光結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜上采用MOCVD沉積技術(shù)再次沉積的一層兼有小“類金字塔”絨度的ZnO薄膜。本發(fā)明提供的薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜，依次包括襯底層，襯底層上對入射的長波長光起陷光作用的具有大“彈坑狀”的陷光絨面層簡稱長波長陷光層，以及陷光絨面層上采用MOCVD技術(shù)沉積的對入射的短波長光起陷光作用的具有小“類金字塔”絨度的陷光層簡稱短波長陷光層；長波長陷光層是在襯底層上一次沉積和一次濕法腐蝕處理后得到的具有大“彈坑狀”的陷光絨面結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜，所述的大“彈坑狀”為微米級尺寸；短波長陷光層是在具有大“彈坑狀”的陷光絨面結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜上采用MOCVD沉積技術(shù)沉積的一層兼有小“類金字塔”絨度的ZnO薄膜，所述的小“類金字塔”為納米級尺寸。所述的襯底層為硬質(zhì)襯底如玻璃、不銹鋼等，或柔性襯底材料如聚合物材料。所述的長波長陷光層所用ZnO薄膜為摻雜氧化鋅材料，具體為ZnO :A1、ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO Mo或ZnO :W中的至少一種，η型半導(dǎo)體材料；短波長陷光層所述的ZnO薄膜為本征氧化鋅材料或摻雜氧化鋅材料；長波長陷光層和短波長陷光層的厚度分別為
O.5-1. 5 μ m 之間。所述的寬光譜陷光的薄膜太陽電池用透明導(dǎo)電薄膜表面均方根粗糙度在70-250nm 之間。本發(fā)明提供的寬光譜陷光的薄膜太陽電池用透明導(dǎo)電薄膜可作為薄膜太陽電池的前電極，隨后在其上制備薄膜太陽電池。所述的薄膜太陽電池為非晶硅基、微晶硅基、納米硅基薄膜太陽電池及多結(jié)疊層硅基薄膜太陽電池中的至少一種。本發(fā)明提供的薄膜太陽電池用寬光譜陷光的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法的步驟是第一、在清潔處理后的襯底上制備ZnO薄膜，厚度為O. 5-1. 5 μ m之間；第二、對第一步所述ZnO薄膜進(jìn)行濕法腐蝕處理獲得具有大“彈坑狀”的長波長陷光層ZnO薄膜，所述的濕法腐蝕制絨處理采用質(zhì)量濃度為O. 1%-5%的稀鹽酸，腐蝕時(shí)間為20-150s 之間；第三、在第二步的長波長陷光層的ZnO薄膜上采用MOCVD沉積技術(shù)再沉積一層兼有小“類金字塔”絨度的短波長陷光層ZnO薄膜，厚度為O. 5-1. 5 μ m之間。第一步中所述的ZnO薄膜為摻雜氧化鋅材料，具體為ZnO :A1、ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO Mo或ZnO ff中的至少一種，η型半導(dǎo)體材料。第三步中所述的ZnO薄膜可以為本征氧化鋅材料，也可為摻雜氧化鋅材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
本發(fā)明利用對ZnO薄膜進(jìn)行二次沉積和一次濕法腐蝕處理，分別實(shí)現(xiàn)兼有小“類金字塔”和大“彈坑狀”組合的透明導(dǎo)電薄膜的制備。該方法可以實(shí)現(xiàn)寬光譜陷光ZnO薄膜的制備。將本發(fā)明提出的ZnO薄膜材料應(yīng)用于PIN型非晶硅/微晶硅疊層(a-Si/μ c-Si)薄膜太陽電池(電池結(jié)構(gòu)glass/front electrode/p ( μ c_Si :H) /p (a_SiC:H) /i (a_Si :H) /η(μ c-Si:H)/η(μ c-SiO:H)/p ( μ c-Si :H)/i ( μ c-Si :H)/n(a-Si:H)/ZnO/Al.)，較傳統(tǒng)的多晶ZnO薄膜作為電極制備的相同條件的電池短路電流提高了 8. 5%。證明該電池具有很好的陷光特性。


圖I為本發(fā)明的寬光譜陷光氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，A為襯底層，Z為對制備的ZnO薄膜經(jīng)一次腐蝕后制備的帶有大“彈坑狀”陷光結(jié)構(gòu)的絨面層，O為在經(jīng)一次腐蝕后制備的帶有陷光結(jié)構(gòu)的絨面層上采用MOCVD再沉積的ZnO薄膜，兼有小“類金字塔”的表面形貌； 圖2為傳統(tǒng)的采用磁控濺射法制備得到的ZnO薄膜經(jīng)濕法腐蝕后形成的帶有陷光結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜形貌圖；圖3為傳統(tǒng)的采用MOCVD技術(shù)制備的ZnO薄膜的形貌圖；圖4為本發(fā)明采用磁控濺射法制備，后經(jīng)一次濕法腐蝕得到的帶有大“彈坑狀”陷光結(jié)構(gòu)的絨面層，然后采用MOCVD再次沉積兼有小“類金字塔”的表面形貌的ZnO薄膜的表面形貌圖；圖5為本發(fā)明采用磁控濺射法制備，后經(jīng)一次濕法腐蝕得到的帶有大“彈坑狀”陷光結(jié)構(gòu)的絨面層，然后采用MOCVD再次沉積兼有小“類金字塔”的表面形貌的ZnO薄膜的截面形貌圖。圖6為基于本發(fā)明電極和傳統(tǒng)的電極制備的非晶硅/微晶硅疊層薄膜太陽電池的量子效率曲線測試結(jié)果的比較(該曲線是疊層電池兩個(gè)子電池的量子效率組合)。圖7為基于本發(fā)明電極和傳統(tǒng)的電極制備的非晶硅/微晶硅疊層薄膜太陽電池的照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。本發(fā)明提出的寬光譜陷光ZnO透明導(dǎo)電薄膜作為薄膜太陽電池的前電極，包括襯底層A，經(jīng)一次濕法腐蝕制備的具有大“彈坑狀”的陷光絨面層Z，在該層上采用MOCVD技術(shù)沉積ZnO后獲得具有小“類金字塔”表面形貌的絨面層O。這樣最終獲得的ZnO透明導(dǎo)電薄膜即具有大“彈坑狀”、又兼有小“類金字塔”，該結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜可以實(shí)現(xiàn)對太陽電池短波長光的耦合，長波長光的散射，結(jié)果提高了太陽光譜中短、長波長光的充分利用。所述硅基薄膜的襯底材料A為硬襯底或柔性襯底材料。所述薄膜Z 層為摻雜氧化鋅材料，如 ZnO Al,ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO :Mo、ZnO W中的至少一種，η型半導(dǎo)體材料。所述薄膜O層可為摻雜氧化鋅材料，如ZnO :A1、ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO :Mo、ZnO ff中的至少一種，n型半導(dǎo)體材料,也可為本征ZnO材料。
所述薄膜Z層與O層的厚度分別為O. 5-1. 5 μ m之間。所述獲得的寬光譜陷光氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜表面均方根粗糙度在70_250nm之間。所述薄膜太陽電池為非晶硅基、微晶硅基、納米硅基薄膜太陽電池及多結(jié)疊層硅基薄膜太陽電池中至少一種。本發(fā)明提供的薄膜太陽電池用寬光譜陷光的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法的步驟是第一、在清潔處理后的襯底上制備ZnO薄膜，厚度為O. 5-1. 5 μ m之間；第二、對第一步所述ZnO薄膜進(jìn)行濕法腐蝕處理獲得具有大“彈坑狀”的長波長陷光層ZnO薄膜，所述的濕法腐蝕制絨處理采用質(zhì)量濃度為O. 1%-5%的稀鹽酸，腐蝕時(shí)間為20-150s 之間； 第三、在第二步的長波長陷光層的ZnO薄膜上采用MOCVD沉積技術(shù)再沉積一層兼有小“類金字塔”絨度的短波長陷光層ZnO薄膜，厚度為O. 5-1. 5 μ m之間。第一步中所述的ZnO薄膜為摻雜氧化鋅材料，具體為ZnO :A1、ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO Mo或ZnO ff中的至少一種，η型半導(dǎo)體材料。第三步中所述的ZnO薄膜可以為本征氧化鋅材料，也可為摻雜氧化鋅材料。本發(fā)明寬光譜陷光的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備實(shí)施例I :首先采用磁控濺射技術(shù)制備低電阻率的氧化鋅薄膜采用ZnO = Al2O3陶瓷靶材，其中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2wt. %。玻璃襯底表面溫度為300° C，本底真空為5X 10_5Pa，氬氣流量為55sccm，濺射氣壓為3. 3mTorr,電極間距為50mm，濺射功率為460W，濺射41min，得到厚度約為1500nm的AZO透明導(dǎo)電薄膜；其次對制備的AZO進(jìn)行濕法腐蝕刻蝕處理，在質(zhì)量濃度為O. 5%的鹽酸溶液中腐蝕100s，得到具有大“彈坑狀”氧化鋅絨面層；再次在已制備的氧化鋅絨面層上沉積本征氧化鋅薄膜，采用的沉積方法是MOCVD沉積技術(shù)，直接獲得具有小“類金字塔”表面形貌的ZnO薄膜，加熱溫度為175° C，本底真空為5X10_4Pa，氬氣流量為55SCCm，反應(yīng)氣壓為I. OTorr，水蒸汽和氬氣的氣體流量為llOsccm，二乙基鋅和氬氣的流量為180sccm，生長時(shí)間7min，得到厚度約為500nm的本征ZnO透明導(dǎo)電薄膜；最后得到的寬光譜陷光氧化鋅薄膜的均方根粗糙度為182nm。實(shí)施例2 首先采用磁控濺射技術(shù)制備低電阻率的氧化鋅薄膜采用ZnO = Al2O3陶瓷靶材，其中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2wt. %。玻璃襯底表面溫度為300° C，本底真空為5X 10_5Pa，氬氣流量為55sccm,派射氣壓為4. 5mTorr,電極間距為50mm,派射功率為460W,派射36. 5min,得到厚度約為1500nm的AZO透明導(dǎo)電薄膜；其次對制備的AZO進(jìn)行濕法腐蝕刻蝕處理，在質(zhì)量濃度為I. 0%的鹽酸溶液中腐蝕60s，得到具有大“彈坑狀”氧化鋅絨面層；再次在已制備的氧化鋅絨面層上沉積本征氧化鋅薄膜，采用的沉積方法是MOCVD沉積技術(shù)，直接獲得具有小“類金字塔”表面形貌的ZnO薄膜，加熱溫度為175° C，本底真空為5X10_4Pa，氬氣流量為55sCCm，反應(yīng)氣壓為I. OTorr，水蒸汽和氬氣的氣體流量為llOsccm，二乙基鋅和氬氣的流量為180sccm，生長時(shí)間7. 5min，得到厚度約為600nm的本征ZnO透明導(dǎo)電薄膜；
最后得到的寬光譜陷光氧化鋅薄膜的均方根粗糙度為148nm。實(shí)施例3:首先采用磁控濺射技術(shù)制備低電阻率的氧化鋅薄膜采用ZnO = Al2O3陶瓷靶材，其中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2wt. %。玻璃襯底表面溫度為300° C，本底真空為5xlO_5Pa，氬氣流量為55sccm，濺射氣壓為3. 3mTorr,電極間距為50mm，濺射功率為460W，濺射41min，得到厚度約為1500nm的AZO透明導(dǎo)電薄膜；其次對制備的AZO進(jìn)行濕法腐蝕刻蝕處理，在質(zhì)量濃度為2%的鹽酸溶液中腐蝕30s，得到具有大“彈坑狀”氧化鋅絨面層；再次在已制備的氧化鋅絨面層上沉積硼摻雜氧化鋅薄膜，采用的沉積方法是MOCVD沉積技術(shù)，直接獲得具有小“類金字塔”表面形貌的ZnO薄膜，加熱溫度為175° C，本底真空為5 X 10_4Pa，氬氣流量為55sccm，反應(yīng)氣壓為I. OTorr,硼烷的氣體流量為I. 5sccm,水蒸汽和氬氣的氣體流量為llOsccm，二乙基鋅和氬氣的流量為180sccm，生長時(shí)間5min，得到厚度約為300nm的硼摻雜的ZnO透明導(dǎo)電薄膜；最后得到的寬光譜陷光氧化鋅薄膜的均方根粗糙度為128nm。實(shí)施例4:首先采用磁控濺射技術(shù)制備低電阻率的氧化鋅薄膜采用ZnO = Al2O3陶瓷靶材，其中Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2wt. %。玻璃襯底表面溫度為300° C，本底真空為5xlO_5Pa，氬氣流量為55sccm，濺射氣壓為3. 3mTorr,電極間距為50mm，濺射功率為460W，濺射41min，得到厚度約為1500nm的AZO透明導(dǎo)電薄膜；其次對制備的AZO進(jìn)行濕法腐蝕刻蝕處理，在質(zhì)量濃度為O. 1%的鹽酸溶液中腐蝕120s，得到具有大“彈坑狀”氧化鋅絨面層；再次在已制備的氧化鋅絨面層上沉積硼摻雜氧化鋅薄膜，采用的沉積方法是MOCVD沉積技術(shù)，直接獲得具有小“類金字塔”表面形貌的ZnO薄膜，加熱溫度為175° C，本底真空為5 X 10_4Pa，氬氣流量為55sccm，反應(yīng)氣壓為I. OTorr,硼烷的氣體流量為I. 5sccm,水蒸汽和氬氣的氣體流量為llOsccm，二乙基鋅和氬氣的流量為180sccm，生長時(shí)間5min，得到厚度約為300nm的硼摻雜的ZnO透明導(dǎo)電薄膜；最后得到的寬光譜陷光氧化鋅薄膜的均方根粗糙度為105nm。由于本發(fā)明之重點(diǎn)為在為提高對太陽光的光譜利用，提出采用濺射后腐蝕和MOCVD技術(shù)結(jié)合獲得同時(shí)具有大“彈坑狀”和小“類金字塔”的ZnO新型透明導(dǎo)電薄膜。該新型的透明導(dǎo)電薄膜應(yīng)用非晶硅/微晶硅疊層薄膜太陽電池中，明顯的提高電池的短路電流密度，從20. 62mA/cm2提高到22. 37mA/cm2 (圖6)，電池的照片也清晰表明了 基于新型透明導(dǎo)電薄膜制備的電池的顏色明顯深于傳統(tǒng)電極制備的電池(圖7)，意味著本發(fā)明電極可以使得電池吸收更多的太陽光。綜上，本發(fā)明提供了一種薄膜太陽電池用寬光譜陷光的透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，該方法與傳統(tǒng)的硅基薄膜電池前電極制備工藝完全兼容，并且普遍適用于非晶硅基、微晶硅基、納米硅基薄膜單結(jié)及多結(jié)太陽電池。由于該寬光譜陷光高絨度氧化鋅薄膜同時(shí)提高了對太陽光中長波長和短波長光的利用，使在其上制備得到的太陽電池具有很好的陷光結(jié)構(gòu)，從而有利于提聞電池的光吸收，提聞電池短路電流，進(jìn)而提聞太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于該導(dǎo)電薄膜依次包括襯底層，襯底層上對入射的長波長光起陷光作用的具有大“彈坑狀”的陷光絨面層簡稱長波長陷光層，以及陷光絨面層上采用MOCVD技術(shù)沉積的對入射的短波長光起陷光作用的具有小“類金字塔”絨度的陷光層簡稱短波長陷光層； 長波長陷光層是在襯底層上一次沉積和一次濕法腐蝕處理后得到的具有大“彈坑狀”的陷光絨面結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜，所述的大“彈坑狀”為微米級尺寸； 短波長陷光層是在具有大“彈坑狀”的陷光絨面結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜上采用MOCVD沉積技術(shù)沉積的一層兼有小“類金字塔”絨度的ZnO薄膜，所述的小“類金字塔”為納米級尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述的襯底層為硬質(zhì)襯底或柔性襯底材料；所述的硬質(zhì)襯底材料為玻璃或不銹鋼，所述的柔性襯底材料為聚合物材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述的長波長陷光層所用ZnO薄膜為摻雜氧化鋅材料，具體為ZnO :A1、ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO :Mo或ZnO :W中的至少一種，n型半導(dǎo)體材料；短波長陷光層所述的ZnO薄膜為本征氧化鋅材料或摻雜氧化鋅材料；長波長陷光層和短波長陷光層的厚度分別為O. 5-1. 5μπι之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述的寬光譜陷光的薄膜太陽電池用透明導(dǎo)電薄膜表面均方根粗糙度在70-250nm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述的寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜作為薄膜太陽電池的前電極，隨后在其上制備薄膜太陽電池；所述的薄膜太陽電池為非晶硅基、微晶硅基、納米硅基薄膜太陽電池及多結(jié)疊層硅基薄膜太陽電池中的至少一種。
6.一種權(quán)利要求I所述的薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于該方法的步驟是 第一、在清潔處理后的襯底上制備ZnO薄膜，厚度為O. 5-1. 5 μ m之間； 第二、對第一步所述ZnO薄膜進(jìn)行濕法腐蝕處理獲得具有大“彈坑狀”的長波長陷光層，所述的濕法腐蝕制絨處理采用質(zhì)量濃度為O. 1%-5%的稀鹽酸，腐蝕時(shí)間為20-150s之間； 第三、在第二步的長波長陷光層的ZnO薄膜上采用MOCVD沉積技術(shù)再沉積一層兼有小“類金字塔”絨度的短波長陷光層ZnO薄膜，厚度為O. 5-1. 5 μ m之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，第一步中所述的ZnO薄膜采用電子束蒸發(fā)、磁控濺射、分子束外延或脈沖激光沉積中的至少一種方法制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，第一步中所述的ZnO薄膜為摻雜氧化鋅材料，具體為ZnO Al,ZnO :Ga、ZnO :B、ZnO :H、ZnO Mo或ZnO :W中的至少一種，η型半導(dǎo)體材料；第三步中所述的ZnO薄膜為本征氧化鋅材料或摻雜氧化鋅材料。
全文摘要
薄膜太陽電池用寬光譜陷光透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法。該方法利用對沉積薄膜工藝過程的有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)具有寬光譜陷光的ZnO薄膜的制備。首先在襯底上沉積ZnO薄膜，經(jīng)過濕法腐蝕工藝處理后得到具有大“彈坑狀”的陷光絨面層；隨后在陷光絨面層上采用MOCVD沉積技術(shù)再沉積一層兼有小“類金字塔”絨度的ZnO薄膜；最后形成具有寬光譜陷光的透明導(dǎo)電氧化鋅薄膜材料。本發(fā)明所述氧化鋅為摻雜半導(dǎo)體，如ZnOAl、ZnOGa、ZnOB、ZnOMo、ZnOW，n型半導(dǎo)體材料，可應(yīng)用于非晶硅基、微晶硅基、納米硅基薄膜的單結(jié)及多結(jié)太陽電池。
文檔編號H01L31/18GK102637751SQ20121014919
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者張曉丹, 王延峰, 趙穎, 陳新亮, 魏長春, 黃茜 申請人:南開大學(xué)