一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法与流程

1.本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体是一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法。


背景技术：

2.薄膜太阳能电池是效率最高的太阳能电池之一，具有优异的稳定性，广泛适用于光伏建筑一体化(bipv)、户用发电、设施农业等领域，应用前景广阔。以透明导电膜作为薄膜太阳能电池的前电极，需要在宽光谱范围内有较高的透光率以使更多的光进入吸收层，同时需要其具有优异的电学性能利于电子导出。掺铝氧化锌(azo)是一种常见的透明导电薄膜，具有高电导率、高稳定性、低成本及无毒的优点，但在实现高的光学透过率和优异的电子传输特性之间需要平衡，难以两者兼顾。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，利用金属材料改进前电极导电率的同时保持较好的透光率，而且属于物理法，工艺稳定、过程可控。
4.为解决上述问题，本发明提供了一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，包括以下步骤：
5.(1)、清洁衬底基板，去除脏污；
6.(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层azo膜层；
7.(3)、在第一层zo膜层上利用掩模板蒸镀金属层；
8.(4)、在金属层上沉积第二层azo膜层；
9.(5)、快速热退火使金属层形成金属颗粒团簇，使第二层azo膜层的顶面挤压成绒面，完成前电极的制备；
10.所述的衬底基板包括玻璃衬底，玻璃衬底上沉积有阻挡层和背电极层，背电极层上制作有pn结层，所述的pn结层包括cigs吸收层、缓冲层和高阻层。
11.本发明制备方法具有如下优点：
①
使用掩模板蒸镀金属层可以很好地控制金属层的位置、形状和尺寸；
②
利用热退火形成的金属颗粒团簇极大地改进了前电极的导电率，同时保持较好的透光率；
③
第二层azo膜层的表面因金属颗粒团簇的挤压作用形成绒面，有较高的雾度，能够增加光程，提高光电转化效率。
12.具体地，所述的金属层是银金属层或铜金属层。掩模板上具有预定位置和形状的孔洞，可以很好地控制金属层的位置、形状和尺寸。
附图说明
13.图1是本发明使用的衬底基板的结构示意图。
14.图2是本发明退火前的薄膜太阳能电池的结构示意图。
15.图3是本发明薄膜太阳能电池的结构示意图。
16.图4是本发明使用的掩膜板的示意图。
17.图5是本发明使用的另一掩膜板的示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
19.实施例一
20.一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，包括以下步骤：
21.(1)、清洁衬底基板，去除脏污；
22.所述的衬底基板如图1所示，包括玻璃衬底1，玻璃衬底1上沉积有阻挡层2和背电极层3，背电极层3上制作有pn结层，所述的pn结层包括cigs吸收层4、缓冲层和高阻层5；玻璃衬底1为中铝玻璃，玻璃衬底1的厚度为1.2～3.5mm。阻挡层2的材料是氮化硅，阻挡层2的膜厚为10～120nm。背电极层3为钼电极，背电极层3的膜厚为80～300nm；缓冲层的材质为ins或cds，缓冲层的厚度为50～100nm；高阻层5的材质为本征氧化锌(zno)，高阻层5的厚度为10～80nm。
23.(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层azo膜层61；
24.(3)、在第一层zo膜层61上利用掩模板蒸镀银形成银金属层7；
25.(4)、在银金属层7上沉积第二层azo膜层62，如图2所示；
26.(5)、快速热退火使金属层7形成银颗粒团簇71，在金属颗粒团簇的挤压下，第二层azo膜层62的顶面挤压成绒面63，完成前电极6的制备，如图3所示。
27.实施例二
28.一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)、清洁衬底基板，去除脏污；
30.所述的衬底基板如图1所示，包括玻璃衬底1，玻璃衬底1上沉积有阻挡层2和背电极层3，背电极层3上制作有pn结层，所述的pn结层包括cigs吸收层4、缓冲层和高阻层5；玻璃衬底1为中铝玻璃，玻璃衬底1的厚度为1.2～3.5mm。阻挡层2的材料是氮化硅，阻挡层2的膜厚为10～120nm。背电极层3为钼电极，背电极层3的膜厚为80～300nm；缓冲层的材质为ins或cds，缓冲层的厚度为50～100nm；高阻层5的材质为本征氧化锌(zno)，高阻层5的厚度为10～80nm。
31.(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层azo膜层61；
32.(3)、在第一层zo膜层61上利用掩模板蒸镀铜形成铜金属层7；
33.(4)、在铜金属层7上沉积第二层azo膜层62，如图2所示；
34.(5)、快速热退火使金属层7形成铜颗粒团簇71，在金属颗粒团簇的挤压下，第二层azo膜层62的顶面挤压成绒面63，完成前电极的制备，如图3所示。
35.上述两个实施例中，所用掩膜板上有根据需要设置的孔洞，孔洞的位置、形状和尺寸都可以根据实际需要就那些设置，例如其形状可以是圆形(如图4所示)，也可以是三角形(如图5所示)，等等。
36.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实
施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、清洁衬底基板，去除脏污；(2)、在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层azo膜层；(3)、在第一层azo膜层上利用掩模板蒸镀金属层；(4)、在金属层上沉积第二层azo膜层；(5)、热退火使金属层形成金属颗粒团簇，使第二层azo膜层的顶面挤压成绒面，完成前电极的制备；所述的衬底基板包括玻璃衬底，玻璃衬底上沉积有阻挡层和背电极层，背电极层上制作有pn结层，所述的pn结层包括cigs吸收层、缓冲层和高阻层。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池前电极的制备方法，其特征在于：所述的金属层是银金属层或铜金属层。3.根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池前电极的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的掩模板上具有预定位置和形状的孔洞。

技术总结
本发明属于薄膜太阳能电池技术领域，具体是公开一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，是先在衬底基板上采用磁控溅射法沉积第一层AZO膜层，再在第一层AZO膜层上利用掩模板蒸镀金属层，然后在金属层上沉积第二层AZO膜层，最后快速热退火使金属层形成金属颗粒团簇，使第二层AZO膜层的顶面挤压成绒面，完成前电极的制备。本发明可以很好地控制金属层的位置、形状和尺寸；形成的金属颗粒团簇还极大地改进了前电极的导电率，同时保持较好的透光率；第二层AZO膜层的表面因挤压形成绒面，有较高的雾度，能够增加光程，提高光电转化效率。提高光电转化效率。提高光电转化效率。


技术研发人员：陈涛 张宽翔 蒋继文 陈科宇 王云飞
受保护的技术使用者：凯盛光伏材料有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/3/28