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一种柔性太阳能电池扩散阻挡层的制备方法

阅读:324发布:2020-05-28

专利汇可以提供一种柔性太阳能电池扩散阻挡层的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 太阳能 光伏应用领域,特别涉及一种柔性 硅 基 太阳能 电池 扩散阻挡层的制备方法。本发明一种柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法在于:AlNi 合金 通过金属Ni和Al双靶共溅射来制备,圆形Al靶和Ni靶的直径均为75mm,厚度分别为5mm和3mm,纯度分别为5N和3N;使用高纯氩气作为放电气体,工作气压为0.5Pa。本发明采用AlNi合金可以很好的解决上述问题。AINi合金具有熔点高、性能稳定及抗 氧 化性能好等特点,AINi合金有可能是适合用于 柔性电池 的最好的阻挡层材料之一。,下面是一种柔性太阳能电池扩散阻挡层的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种柔性太阳能电池扩散阻挡层的制备方法,其特征在于:AlNi合金通过金属Ni和Al双靶共溅射来制备,圆形Al靶和Ni靶的直径均为75mm,厚度分别为5mm和3mm,纯度分别为5N和3N;使用高纯氩气作为放电气体,工作气压为0.5Pa。
2.根据权利要求1所述的柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法,其特征在于:
通过分别调节靶的功率可以有效调控合金的比例,Al、Ni比例为1:1或2:3的薄膜均为多晶结构,并具有最好的阻挡效果。
3.根据权利要求1所述的柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法,其特征在于通过调节共溅射的Al和Ni靶的溅射功率和样品台的旋转来控制薄膜的成分及均匀性,使用俄歇电子能谱刻蚀,Al和Si薄膜的厚度分别为约250nm和200nm;阻挡层AlNi合金薄膜的厚度控制在50nm至80nm,制备结束后在250℃保温2h。

说明书全文

一种柔性太阳能电池扩散阻挡层的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能光伏应用领域,特别涉及一种柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法。

背景技术

[0002] Al电极和Si层的互扩散是影响薄膜太阳能电池性能重要因素。一方面,Al/Si互扩散会在界面处形成大量的空位型结构缺陷使电极与掺杂层的接触情况变差;另一方面,Si原子从n层流失、Al作为受主型杂质掺入n层,都会导致n-Si层变薄,使电池性能衰变。因此,选择合适的阻挡层来改善硅基薄膜太阳能电池的性能显得尤为必要。
[0003] 阻挡层要求材料致密、缺陷少,具有较好的热稳定性和化学稳定性。目前的阻挡层研究中,用于集成电路中防止Cu、Si互扩散的阻挡层材料研究最多,常用的材料有非晶材料、难熔金属、过渡金属的氮、、硅化物及三元化合物等。近年来,双层阻挡层的报道也很多,不但有好的阻挡效果和热稳定性,还能改善薄膜之间的附着。但是过于复杂的阻挡层,将会增加器件制作工艺的复杂性、增加生产成本,不符合目前硅基薄膜太阳能电池的发展趋势。
[0004] 目前硅基薄膜太阳能电池中常用厚度50-100nm的ZnO薄膜来阻挡Al/Si互扩散, 但是ZnO本身是一种脆性材料,没有延展性,并在制备过程中会产生一定的应力,很难适应大面积柔性薄膜太阳能电池的要求。且使用ZnO作为柔性电池中的阻挡层会一定程度上影响电池的均匀性。而使用Ni做阻挡层时很容易被化,并且稳定性不好。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,提供一种柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法,本发明采用AlNi合金可以很好的解决上述问题。AINi合金具有熔点高、性能稳定及抗氧化性能好等特点,AINi合金有可能是适合用于柔性电池的最好的阻挡层材料之一。
[0006] 本发明一种柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法通过下述技术方案予以实现:一种柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法,其特征在于:AlNi合金通过金属Ni和Al双靶共溅射来制备,圆形Al靶和Ni靶的直径均为75mm,厚度分别为5mm和3mm,纯度分别为5N和3N;使用高纯氩气作为放电气体,工作气压为0.5Pa。
[0007] 本发明一种柔性硅基太阳能电池扩散阻挡层的制备方法与现有技术相比较有如下有益效果:本发明采用射频磁控多靶共溅射技术在玻璃和PI衬底上制备AlNi薄膜,对不同比例AlNi合金的结构和阻挡效果进行了研究分析,得出了最佳的合金比例:Al、Ni比例为1:1或2:3,因AlNi合金具有较好的抗氧化性,则本发明可有效避免阻挡层氧化;因AlNi比例为1:1的合金有最小的AlNi互扩散系数,说明AlNi合金作为阻挡层时有较好的稳定性;其次,AlNi合金有较高的熔点, 因此AINi合金具有低的互扩散系数,阻挡效果非常好。
[0008] 另外,AlNi合金的制备可以和Al电极在同一腔室制备,不会增加生产的成本,同
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