一种减反陷光膜及其制备方法

本发明属于薄膜制备，具体涉及一种减反陷光膜及其制备方法。

背景技术：

1、减反陷光膜在太阳能电池、led等光电器件领域有着广泛应用场景。传统用在封装玻璃上的增透膜需要耐磨性以及清洁维护。针对主流电池吸收层如晶体硅金字塔和随机化表面陷光结构的开发也面临瓶颈和极限。且随着主流电池技术采用的晶体硅片厚度逐年降低，逐渐逼近100微米甚至更低，传统金字塔结构以及表面随机化陷光结构也将越来越不合时宜。等离子体增透技术因为金属本身的吸收损失，与半导体接触的复合损失，且工艺复杂成本通常较高，可重复性不佳，因此到目前为止尚未有实施案例。本发明提出简单一步法直接沉积减反陷光膜。这种减反陷光膜可能产生等离子体极化效应、局域等离子体共振效应、散射效应，从而提高陷光效果，增强光吸收。有较大潜力。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种减反陷光膜及其制备方法，采用本发明的技术方案，能够制备出减反陷光膜，而且制备方法简单，便于大范围推广使用。

2、为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提出一种减反陷光膜的制备方法，即采用磁控溅射、溅射或者其他物理气相沉积设备在太阳能电池、led衬底上一步法直接沉积制备减反陷光膜。

4、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，所述物理气相沉积方法主要是磁控溅射、热蒸发、电子束蒸发、溅射、原子层沉积。

5、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，所述衬底可以是太阳能电池、led。太阳能电池包括所有太阳能电池：硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、铜铟镓锡太阳能电池、碲化镉太阳能电池。减反陷光膜可以沉积在太阳能电池封装前的任何一个步骤以达到陷光效果。

6、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，所述溅射靶材为金属铝、镍、钛、钒、钼、钴、铁、锌、镁、铬、铟、锡、铋、铜、铌、锆、及其含有上述元素的合金靶材。所述热蒸发所用原料为铝、镍、钛、钒、钼、钴、铁、锌、镁、铬、铟、锡、铋、铜、铌、锆、及其含有上述元素的合金原料。

7、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，所述的物理气相沉积速度控制在低于200nm/min。作用于靶材上磁控溅射的功率密度应低于100w/cm2。

8、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，所述的物理气相沉积沉积完成时间需在20分钟以内。

9、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，所述物理气相沉积过程中可以通入反应性气体氧气，生成带有氧化物的减反陷光膜。

10、进一步的，所述沉积方法为溅射时，典型设置：直流溅射水冷铝靶(99.9995％)，溅射气体为纯ar，工作气压为1.6pa，氩气流速为30sccm，溅射电压约为187v，电流约为0.05a，沉积时间15s。

11、进一步的，所述减反陷光膜的制备方法特征，制得的减反陷光膜可以用于太阳能电池封装完成前的任何一层之上，产生等离子体极化效应及局域等离子体共振效应、散射效应，从而增强光吸收；制得的减反陷光膜还可用以led。

12、进一步的，所述减反陷光膜还可用于表面增强拉曼、光刻、反应离子刻蚀、纳米压印领域。

13、进一步的，以上任一项所述的制备方法制备获得的减反陷光膜及其应用。

14、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：

15、本发明采用物理气相沉积例如溅射一步法直接沉积制备减反陷光膜。工艺简单，沉积用时通常较短，有利于大规模生产。

技术特征：

1.一种减反陷光膜的制备方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，所述物理气相沉积方法主要是磁控溅射、热蒸发、电子束蒸发、溅射、原子层沉积。

3.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，所述衬底可以是太阳能电池、led。太阳能电池包括所有太阳能电池：硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、铜铟镓锡太阳能电池、碲化镉太阳能电池。

4.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，所述磁控溅射靶材为金属铝、镍、钛、钒、钼、钴、铁、锌、镁、铬、铟、锡、铋、铜、铌、锆、及其含有上述元素的合金靶材；热蒸发所用原料为金属铝、镍、钛、钒、钼、钴、铁、锌、镁、铬、铟、锡、铋、铜、铌、锆、及其含有上述元素的合金蒸发原料。

5.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，所述的物理气相沉积速度低于200nm/min。作用于靶材上磁控溅射的功率密度低于100w/cm2。沉积完成时间在20分钟以内。

6.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，所述物理气相沉积过程中可以通入反应性氧气，生成带有氧化物的减反陷光膜。

7.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，该减反陷光膜可以沉积在太阳能电池被封装成组件前的任何一层之上产生陷光效果，从而增强光吸收。该减反陷光膜可以沉积在led封装前的任何一层之上产生陷光效果，从而增强光吸收。

8.根据权利要求1所述的减反陷光膜的制备方法特征，所述减反陷光膜还可用于表面增强拉曼、光刻、反应离子刻蚀、纳米压印领域。

9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备获得的减反陷光膜及其应用。

技术总结
本发明提出了一种减反陷光膜及其制备方法。所述减反陷光膜的制备方法为：采用磁控溅射或者其他物理气相沉积设备在太阳能电池、LED上一步法直接沉积制备一层减反陷光膜。靶材可以是铝、镍、钛、钒、钼、钴、铁、锌、镁、铬、铟、锡、铋、铜、铌、锆、及其含有上述元素的合金。本发明制备方法成本低廉，可使用工业化稳定成熟的磁控溅射、溅射、热蒸发设备，在太阳能电池、LED衬底上一步法直接沉积制备减反陷光膜，具有可规模化生产的优势。制得的减反陷光膜可以用于太阳能电池、LED等光电领域，具备重大经济价值。

技术研发人员：崔洪涛,方晓龙,齐孝文,谢心怡,刘成岭,陈祥富,赵玉全,滕超,陈肖洁,王友福
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5