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一种碲化 薄膜 太阳能 电池 汽车玻璃生产加工工艺

阅读：887发布：2023-12-22

专利汇可以提供一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，具体包括如下步骤：（1）生产准备用于汽车上的玻璃；（2）在步骤（1）中的导电玻璃上沉积双层硫化镉薄膜；（3）在步骤（2）中的顶层硫化镉薄膜上沉积双层碲化镉薄膜；（4）在氯化镉气氛中，对上述步骤（3）中的薄膜进行退火处理；（5）在顶层碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；（6）在碳纳米管薄膜上沉积金属电极，获得本品。该发明工艺中，电池不会出现较大效率减退，延长使用寿命；此外，利用旋涂的方法制备碳纳米管薄膜，制备方法简单，降低了制造成本。，下面是一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：
（1）生产准备用于汽车上的玻璃，该汽车玻璃为掺氟的二氧化锡导电玻璃；
（2）在步骤（1）中的导电玻璃上沉积双层硫化镉薄膜，底层硫化镉薄膜厚度为30～
200nm；顶层硫化镉薄膜厚度为80～300nm；
（3）在步骤（2）中的顶层硫化镉薄膜上沉积双层碲化镉薄膜，底层碲化镉薄膜厚度为2～5微米；顶层碲化镉薄膜厚度为4～8微米；
（4）在氯化镉气氛中，对上述步骤（3）中的薄膜进行退火处理；
（5）在顶层碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；
（6）在碳纳米管薄膜上沉积金属电极，获得本品。
2.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，二氧化锡导电玻璃层的方块电阻是15～20Ω，透过率为60％～80％。
3.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（2）中沉积硫化镉薄膜采用的是磁控溅射方法，其工艺参数为：通入氧气和氩气，腔体压强为5Pa，射频溅射的功率为60W。
4.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，采用磁控溅射方法沉积碲化镉，其工艺参数为：衬底温度160～200℃，通入氩气，腔体压强为3Pa，射频溅射的功率为70W。
5.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，退火工艺为：放在退火炉中，在有氯化镉气氛下进行高温快速退火处理；旋转喷涂含有氯化镉的甲醇饱和溶液，放在加热台上烘干后，放入退火炉中，通入0 .5mL/min的干空气和0 .5mL/min的氮气，退火温度为190～240℃，升温时间为100s，保温时间为30～
60min。
6.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（5）中，工艺方法为采用旋涂的方法在碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；具体为：溶液碳管浓度为1mg/ml-2mg/ml，旋涂转速为
1500～3500rpm，旋涂时间为40-60s，再在干空气中退火处理，退火温度为120～180℃，退火时间为15min。
7.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（5）中，碳纳米管的混合溶液为碳纳米管、分散剂和溶剂的混合溶液，包括：将碳纳米管粉末和分散剂混合后加入溶液中，再超声分散得到碳纳米管的混合溶液；碳纳米管为
95％半导体性的碳纳米管粉末，分散剂为聚间亚苯亚乙烯衍生物粉末，所述溶剂为1，2-二氯乙烷，在放在超声清洗仪中超声分散，超声功率为80W，超声时间为1h，涂层厚度100～200纳米。
8.根据权利要求1所述的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，其特征在于：所述步骤（6）中，在碳纳米管薄膜上沉积的金属电极为金电极或镍电极，采用电子束蒸发的方法在碳纳米管薄膜上沉积金电极或镍电极，电极厚度为40～80nm。

说明书全文

一种碲化薄膜 太阳能 电池 汽车玻璃生产加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，属于新能源技术领域。

背景技术

[0002] CdTe是一种直接带隙半导体材料，是具有潜力的高效率的光伏材料。由于其拥有与太阳光谱近乎完美匹配的带隙，高的光学吸收系数以及低成本的制备工艺，使得基于多晶CdTe薄膜所制备的太阳能电池在整个薄膜太阳能电池界拥有很强的竞争力。CdTe太阳能电池最大的理论转换效率约为30％，而仅仅数微米厚度的CdTe薄膜便可以吸收90％以上的入射光子。因此，这也使得用以制备电池的材料成本得以下降。但由于CdTe的高电子亲和能以及高阻性，导致没有高功函数金属可以与之形成较好的欧姆接触,增加了接触电阻。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，以便更好地改善碲化薄膜太阳能电池在汽车玻璃上的应用，增强其使用效果和发电效率。

[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

[0005] 一种碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，具体包括如下步骤：（1）生产准备用于汽车上的玻璃，该汽车玻璃为掺氟的二氧化锡导电玻璃；
（2）在步骤（1）中的导电玻璃上沉积双层硫化镉薄膜，底层硫化镉薄膜厚度为30～
200nm；顶层硫化镉薄膜厚度为80～300nm；
（3）在步骤（2）中的顶层硫化镉薄膜上沉积双层碲化镉薄膜，底层碲化镉薄膜厚度为2～5微米；顶层碲化镉薄膜厚度为4～8微米；
（4）在氯化镉气氛中，对上述步骤（3）中的薄膜进行退火处理；
（5）在顶层碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；
（6）在碳纳米管薄膜上沉积金属电极，获得本品。

[0006] 进一步地，步骤（1）中，二氧化锡导电玻璃层的方块电阻是15～20Ω，透过率为60％～80％。

[0007] 进一步地，步骤（2）中沉积硫化镉薄膜采用的是磁控溅射方法，其工艺参数为：通入氧气和氩气，腔体压强为5Pa，射频溅射的功率为60W。

[0008] 进一步地，步骤（3）中，采用磁控溅射方法沉积碲化镉，其工艺参数为：衬底温度160～200℃，通入氩气，腔体压强为3Pa，射频溅射的功率为70W。

[0009] 进一步地，步骤（4）中，退火工艺为：放在退火炉中，在有氯化镉气氛下进行高温快速退火处理；旋转喷涂含有氯化镉的甲醇饱和溶液，放在加热台上烘干后，放入退火炉中，通入0 .5mL/min的干空气和0 .5mL/min的氮气，退火温度为190～240℃，升温时间为100s，保温时间为30～60min。

[0010] 进一步地，步骤（5）中，工艺方法为采用旋涂的方法在碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；具体为：溶液碳管浓度为1mg/ml-2mg/ml，旋涂转速为1500～3500rpm，旋涂时间为40-60s，再在干空气中退火处理，退火温度为120～180℃，退火时间为15min。

[0011] 进一步地，步骤（5）中，碳纳米管的混合溶液为碳纳米管、分散剂和溶剂的混合溶液，包括：将碳纳米管粉末和分散剂混合后加入溶液中，再超声分散得到碳纳米管的混合溶液；碳纳米管为95％半导体性的碳纳米管粉末，分散剂为聚间亚苯亚乙烯衍生物粉末，所述溶剂为1，2-二氯乙烷，在放在超声清洗仪中超声分散，超声功率为80W，超声时间为1h，涂层厚度100～200纳米。

[0012] 进一步地，步骤（6）中，在碳纳米管薄膜上沉积的金属电极为金电极或镍电极，采用电子束蒸发的方法在碳纳米管薄膜上沉积金电极或镍电极，电极厚度为40～80nm。

[0013] 该发明的有益效果在于：该发明工艺中，采用碳纳米管薄膜替代铜作为背电极材料，可以降低与碲化镉薄膜的肖特基势垒，优化背电极的接触，提高了碲化镉电池的光电转换效率，由于碳纳米管层具备很好的热稳定性，从而电池不会出现较大效率减退，延长使用寿命；此外，利用旋涂的方法制备碳纳米管薄膜，制备方法简单，降低制造成本。在工艺中采用双层碲化薄膜，增强了使用效率，且生产成本低，方便推广使用。

具体实施方式

[0014] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

[0015] 实施例1本实施例中的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，具体包括如下步骤：
（1）生产准备用于汽车上的玻璃，该汽车玻璃为掺氟的二氧化锡导电玻璃；
（2）在步骤（1）中的导电玻璃上沉积双层硫化镉薄膜，底层硫化镉薄膜厚度为30nm；顶层硫化镉薄膜厚度为80nm；
（3）在步骤（2）中的顶层硫化镉薄膜上沉积双层碲化镉薄膜，底层碲化镉薄膜厚度为2微米；顶层碲化镉薄膜厚度为4微米；
（4）在氯化镉气氛中，对上述步骤（3）中的薄膜进行退火处理；
（5）在顶层碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；
（6）在碳纳米管薄膜上沉积金属电极，获得本品。

[0016] 步骤（1）中，二氧化锡导电玻璃层的方块电阻是15～20Ω，透过率为60％～80％。

[0017] 步骤（2）中沉积硫化镉薄膜采用的是磁控溅射方法，其工艺参数为：通入氧气和氩气，腔体压强为5Pa，射频溅射的功率为60W。

[0018] 步骤（3）中，采用磁控溅射方法沉积碲化镉，其工艺参数为：衬底温度160～200℃，通入氩气，腔体压强为3Pa，射频溅射的功率为70W。

[0019] 步骤（4）中，退火工艺为：放在退火炉中，在有氯化镉气氛下进行高温快速退火处理；旋转喷涂含有氯化镉的甲醇饱和溶液，放在加热台上烘干后，放入退火炉中，通入0 .5mL/min的干空气和0 .5mL/min的氮气，退火温度为190～240℃，升温时间为100s，保温时间为30～60min。

[0020] 步骤（5）中，工艺方法为采用旋涂的方法在碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；具体为：溶液碳管浓度为1mg/ml-2mg/ml，旋涂转速为1500～3500rpm，旋涂时间为40-60s，再在干空气中退火处理，退火温度为120～180℃，退火时间为15min。

[0021] 步骤（5）中，碳纳米管的混合溶液为碳纳米管、分散剂和溶剂的混合溶液，包括：将碳纳米管粉末和分散剂混合后加入溶液中，再超声分散得到碳纳米管的混合溶液；碳纳米管为95％半导体性的碳纳米管粉末，分散剂为聚间亚苯亚乙烯衍生物粉末，所述溶剂为1，2-二氯乙烷，在放在超声清洗仪中超声分散，超声功率为80W，超声时间为1h，涂层厚度100纳米。

[0022] 步骤（6）中，在碳纳米管薄膜上沉积的金属电极为金电极或镍电极，采用电子束蒸发的方法在碳纳米管薄膜上沉积金电极或镍电极，电极厚度为40nm。

[0023] 实施例2本实施例中的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，具体包括如下步骤：
（1）生产准备用于汽车上的玻璃，该汽车玻璃为掺氟的二氧化锡导电玻璃；
（2）在步骤（1）中的导电玻璃上沉积双层硫化镉薄膜，底层硫化镉薄膜厚度为100nm；顶层硫化镉薄膜厚度为200nm；
（3）在步骤（2）中的顶层硫化镉薄膜上沉积双层碲化镉薄膜，底层碲化镉薄膜厚度为3微米；顶层碲化镉薄膜厚度为6微米；
（4）在氯化镉气氛中，对上述步骤（3）中的薄膜进行退火处理；
（5）在顶层碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；
（6）在碳纳米管薄膜上沉积金属电极，获得本品。

[0024] 步骤（1）中，二氧化锡导电玻璃层的方块电阻是15～20Ω，透过率为60％～80％。

[0025] 步骤（2）中沉积硫化镉薄膜采用的是磁控溅射方法，其工艺参数为：通入氧气和氩气，腔体压强为5Pa，射频溅射的功率为60W。

[0026] 步骤（3）中，采用磁控溅射方法沉积碲化镉，其工艺参数为：衬底温度160～200℃，通入氩气，腔体压强为3Pa，射频溅射的功率为70W。

[0027] 步骤（4）中，退火工艺为：放在退火炉中，在有氯化镉气氛下进行高温快速退火处理；旋转喷涂含有氯化镉的甲醇饱和溶液，放在加热台上烘干后，放入退火炉中，通入0 .5mL/min的干空气和0 .5mL/min的氮气，退火温度为190～240℃，升温时间为100s，保温时间为30～60min。

[0028] 步骤（5）中，工艺方法为采用旋涂的方法在碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；具体为：溶液碳管浓度为1mg/ml-2mg/ml，旋涂转速为1500～3500rpm，旋涂时间为40-60s，再在干空气中退火处理，退火温度为120～180℃，退火时间为15min。

[0029] 步骤（5）中，碳纳米管的混合溶液为碳纳米管、分散剂和溶剂的混合溶液，包括：将碳纳米管粉末和分散剂混合后加入溶液中，再超声分散得到碳纳米管的混合溶液；碳纳米管为95％半导体性的碳纳米管粉末，分散剂为聚间亚苯亚乙烯衍生物粉末，所述溶剂为1，2-二氯乙烷，在放在超声清洗仪中超声分散，超声功率为80W，超声时间为1h，涂层厚度150纳米。

[0030] 步骤（6）中，在碳纳米管薄膜上沉积的金属电极为金电极或镍电极，采用电子束蒸发的方法在碳纳米管薄膜上沉积金电极或镍电极，电极厚度为60nm。

[0031] 实施例3本实施例中的碲化薄膜太阳能电池汽车玻璃生产加工工艺，具体包括如下步骤：
（1）生产准备用于汽车上的玻璃，该汽车玻璃为掺氟的二氧化锡导电玻璃；
（2）在步骤（1）中的导电玻璃上沉积双层硫化镉薄膜，底层硫化镉薄膜厚度为200nm；顶层硫化镉薄膜厚度为300nm；
（3）在步骤（2）中的顶层硫化镉薄膜上沉积双层碲化镉薄膜，底层碲化镉薄膜厚度为5微米；顶层碲化镉薄膜厚度为8微米；
（4）在氯化镉气氛中，对上述步骤（3）中的薄膜进行退火处理；
（5）在顶层碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；
（6）在碳纳米管薄膜上沉积金属电极，获得本品。

[0032] 步骤（1）中，二氧化锡导电玻璃层的方块电阻是15～20Ω，透过率为60％～80％。

[0033] 步骤（2）中沉积硫化镉薄膜采用的是磁控溅射方法，其工艺参数为：通入氧气和氩气，腔体压强为5Pa，射频溅射的功率为60W。

[0034] 步骤（3）中，采用磁控溅射方法沉积碲化镉，其工艺参数为：衬底温度160～200℃，通入氩气，腔体压强为3Pa，射频溅射的功率为70W。

[0035] 步骤（4）中，退火工艺为：放在退火炉中，在有氯化镉气氛下进行高温快速退火处理；旋转喷涂含有氯化镉的甲醇饱和溶液，放在加热台上烘干后，放入退火炉中，通入0 .5mL/min的干空气和0 .5mL/min的氮气，退火温度为190～240℃，升温时间为100s，保温时间为30～60min。

[0036] 步骤（5）中，工艺方法为采用旋涂的方法在碲化镉薄膜上旋涂碳纳米管的混合溶液，再在干空气中退火形成碳纳米管薄膜；具体为：溶液碳管浓度为1mg/ml-2mg/ml，旋涂转速为1500～3500rpm，旋涂时间为40-60s，再在干空气中退火处理，退火温度为120～180℃，退火时间为15min。

[0037] 步骤（5）中，碳纳米管的混合溶液为碳纳米管、分散剂和溶剂的混合溶液，包括：将碳纳米管粉末和分散剂混合后加入溶液中，再超声分散得到碳纳米管的混合溶液；碳纳米管为95％半导体性的碳纳米管粉末，分散剂为聚间亚苯亚乙烯衍生物粉末，所述溶剂为1，2-二氯乙烷，在放在超声清洗仪中超声分散，超声功率为80W，超声时间为1h，涂层厚度200纳米。

[0038] 步骤（6）中，在碳纳米管薄膜上沉积的金属电极为金电极或镍电极，采用电子束蒸发的方法在碳纳米管薄膜上沉积金电极或镍电极，电极厚度为80nm。

[0039] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

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