一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，在玻璃衬底上，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜；对所述Mo前驱体预制膜，采用高温退火处理，制备背电极Mo薄膜层。本发明专利技术制备背电极Mo薄膜，一方面Mo薄膜与衬底的粘附性比较好，另一方面最上层的方块电阻比较小，同时减少了双层Mo薄膜之间的压强差使界面电阻减小，有利于制备的薄膜电池效率提高。

【技术实现步骤摘要】
一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法
本专利技术实施例涉及光伏材料制备
，尤其涉及一种钼(Mo)背电极的制备方法。
技术介绍
太阳能电池作为新能源的一种利用形式，其具有永久性，清洁性以及稳定性，从而深得人们的青睐。目前，关于太阳能电池的研究正进行的如火如荼。太阳能电池的主要结构包括衬底，背电极层，吸收层，窗口层，电极。纵观目前的研究发现，众学者的研究主要集中在吸收层结构及性能的提高上。而对于背电极的研究却鲜有报道。经过调研，Mo薄膜作为太阳能电池的背电极，其质量对电池的短路电流、填充因子及串联电阻等影响重大。在太阳能电池中，影响电池性能的，与背电极Mo薄膜质量相关的因素包括：(1)所选衬底的自然性能与缺陷；(2)衬底清洗的洁净程度；(3)Mo薄膜和铜锌锡硫(CZTS)薄膜界面处MoSe2存在的可能形态；(4)Na离子通过Mo薄膜向CIGS层中的扩散；(5)Mo薄膜和衬底、Mo薄膜和铜锌锡硫(CZTS)薄膜之间的附着性。从上述结果来看，Mo薄膜的质量对电池的制备以及性能具有十分重要的作用。而在已有的研究过程中发现，溅射在玻璃衬底上的金属背电极Mo薄膜与衬底的结合力较弱，有的在缓冲层工序中脱落。因此，研究Mo薄膜与衬底的附着力的提高方法变得尤为重要。这对薄膜电池的效率起着至关重要的作用。针对这个问题，已有JohnH.Scofield等提出分别在高气压和低气压下制备双层Mo薄膜的方法，这很好的解决了Mo薄膜与基体结合力差的问题，为了能够在Mo薄膜上继续制备CZTS，因此在制备了双层Mo薄膜。这种Mo薄膜之间有很大的压强差界面电阻会比较大，影响太阳能电池的性能。
技术实现思路
本专利技术实施例采用溅射法制备多层Mo薄膜，一方面Mo薄膜与衬底的粘附性比较好，另一方面最上层的方块电阻比较小，同时减少了双层Mo薄膜之间的压强差使界面电阻减小，有利于制备的薄膜电池效率提高。本专利技术实施例提出一钼(Mo)薄膜背电极的制备方法，通过对Mo薄膜的制备，得到了方块电阻和电阻率最小并且每层之间的压强差比较少。第一方面，本专利技术实施例提供了一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，包括：在玻璃衬底上，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜；对所述Mo前驱体预制膜，采用高温退火处理，制备背电极Mo薄膜层。其中，所述玻璃衬底的清洗包括：离子水清洗玻璃衬底；稀盐酸清洗玻璃衬底，再用去离子水振荡10min；四氯化碳清洗玻璃衬底后，再用四氯化碳超声振荡10min；丙酮清洗玻璃衬底后，再用丙酮超声振荡10min；无水乙醇清洗玻璃衬底后，再用无水乙醇超声振荡10min；将玻璃衬底保存在无水乙醇中待用；从无水乙醇中取出玻璃衬底，干燥后放入磁控溅射仪器的溅射腔内。优选的，在采用溅射法制备背电极Mo薄膜之前，还包括：所述玻璃衬底放在所述磁控溅射仪固定台上以10rmp的速度旋转，所述磁控溅射仪的溅射腔内使用分子泵抽真空，使得所述磁控溅射仪腔内的真空达到3*10-4Pa，使用99.999％气体纯度的Ar气氛。优选的，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜的过程中，Ar气通入流量为30sccm，腔体内的溅射压强为1.0Pa，在所述玻璃衬底沉积Mo前驱体预制膜。优选的，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜的过程中，Ar气通入流量为30sccm，腔体内的溅射压强为0.8Pa，在所述玻璃衬底沉积Mo前驱体预制膜。优选的，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜的过程中，Ar气通入流量为30sccm，腔体内的溅射压强为0.6Pa，在所述玻璃衬底沉积Mo前驱体预制膜。优选的，对所述Mo前驱体预制膜，溅射功率为100W，溅射时间为10min。优选的，对所述Mo前驱体预制膜，溅射功率为100W，溅射时间为5min。优选的，对所述Mo前驱体预制膜，溅射功率为100W，溅射时间为5min。其中，对所述Mo前驱体预制膜，采用高温退火处理，制备背电极Mo薄膜层，包括：将采用溅射法制备的Mo前驱体预制膜放入高温石英管随炉退火。其中，所述Mo前驱体预制膜采用高温退火处理制备背电极Mo薄膜层，其特征在于，在Ar气氛下进行退火处理。退火炉温度升高到400℃后，保持10min，10min后关闭退火炉，等待其自然降温至室温后，取出即制备得到背电极Mo薄膜，在退火过程中，Ar需要持续通入石英管道内直至退火炉降至室温。本专利技术实施例采用溅射法制备多层Mo薄膜，一方面Mo薄膜与衬底的粘附性比较好，另一方面最上层的方块电阻比较小，同时减少了双层Mo薄膜之间的压强差使界面电阻减小，有利于制备的薄膜电池效率提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一中的在溅射功率为100W，溅射压强分别为1.0Pa/0.8Pa/0.6Pa，溅射时间分别为10min/5min/5min的多层Mo薄膜在不同退火温度下的XRD图谱。图2是本专利技术实施例一中的在溅射功率为100W，溅射压强分别为1.0Pa/0.8Pa/0.6Pa，溅射时间为10min/5min/5min的多层Mo薄膜在退火温度为450℃下的SEM图谱。图3是本专利技术实施例一中的在溅射功率为100W，溅射压强分别为1.0Pa/0.8Pa/0.6Pa，溅射时间为10min/5min/5min的多层Mo薄膜在退火温度为450℃时的截面图谱。图4为本专利技术实施例一的一种背电极钼(Mo)薄膜的制备流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一本专利技术实施例采用溅射法制备多层Mo薄膜，一方面Mo薄膜与衬底的粘附性比较好，另一方面最上层的方块电阻比较小，同时减少了双层Mo薄膜之间的压强差使界面电阻减小，有利于制备的薄膜电池效率提高。一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，步骤为：步骤1：在玻璃衬底上，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜。玻璃衬底的清洁度对背电极Mo薄膜的制备至关重要。因此首先是对玻璃衬底的清洗，玻璃衬底的清洗有七个步骤分别为：离子水清洗玻璃衬底；稀盐酸清洗玻璃衬底，再用去离子水振荡10min；四氯化碳清洗玻璃衬底后，再用四氯化碳超声振荡10min；丙酮清洗玻璃衬底后，再用丙酮超声振荡10min；无水乙醇清洗玻璃衬底后，再用无水乙醇超声振荡10min；将玻璃衬底保存在无水乙醇中待用；从无水乙醇中取出玻璃衬底，干燥后放入磁控溅射仪器的溅射腔内。将玻璃衬底放在磁控溅射仪固定台上以10rmp的速度旋转，再将靶材放入磁控溅射仪的腔体内，使用分子泵抽真空，将腔体内的真空抽到3*10-4Pa。到达一定的真空度后，通入高纯度的氩气(99.999％气体纯度的Ar气氛)，此时Ar气通入流量为30sccm使腔体内的溅射压强为0.4Pa后起辉后，制备多层Mo薄膜，通过调整一系列工艺参数制备了Mo薄膜的预制膜。步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，其特征在于，包括：在玻璃衬底上，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜；对所述Mo前驱体预制膜，采用高温退火处理，制备背电极Mo薄膜层。

【技术特征摘要】
1.一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，其特征在于，包括：在玻璃衬底上，利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜；对所述Mo前驱体预制膜，采用高温退火处理，制备背电极Mo薄膜层。2.根据权利要求1所述一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，其特征在于，所述玻璃衬底的清洗包括：离子水清洗玻璃衬底；稀盐酸清洗玻璃衬底，再用去离子水振荡10min；四氯化碳清洗玻璃衬底后，再用四氯化碳超声振荡10min；丙酮清洗玻璃衬底后，再用丙酮超声振荡10min；无水乙醇清洗玻璃衬底后，再用无水乙醇超声振荡10min；将玻璃衬底保存在无水乙醇中待用；从无水乙醇中取出玻璃衬底，干燥后放入磁控溅射仪器的溅射腔内。3.根据权利要求1所述一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，其特征在于，在采用溅射法制备背电极Mo薄膜之前，还包括：所述玻璃衬底放在所述磁控溅射仪固定台上以10rmp的速度旋转，所述磁控溅射仪的溅射腔内使用分子泵抽真空，使得所述磁控溅射仪腔内的真空达到3*10-4Pa，使用99.999％气体纯度的Ar气氛。4.根据权利要求1所述一种背电极钼(Mo)薄膜的制备方法，其特征在于，所述利用Mo靶材采用磁控溅射法工艺制备Mo前驱体预制膜的过程中，Ar气通入流量为30sccm，腔体内的溅射压强为1.0Pa，在所述玻璃衬底沉积Mo前驱体预制膜。5.根据权利要求1所述一种背电极钼(Mo)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周燕红，
申请(专利权)人：周燕红，
类型：发明
国别省市：江苏,32