硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法技术

硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法属于太阳能电池保护涂层的制造技术领域，尤其涉及一种硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法。本发明专利技术提供一种硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法。本发明专利技术包括以下步骤：1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗后，吹干送入磁控溅射反应室，在真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片背面沉积制备AZO透明导电电极；2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；在蒸镀AZO透明导电电极的电池基片上继续沉积制备TiAlN薄膜作为抗腐蚀保护涂层。

【技术实现步骤摘要】
硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法
本专利技术属于太阳能电池保护涂层的制造
，尤其涉及一种硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法。
技术介绍
目前已经商业化应用于大规模光伏电站的太阳能板以基于玻璃为衬底的非晶硅或者多晶硅材料为主，不论是多晶硅还是单晶硅，其制备太阳能电池板的技术都是采用太阳能电池材料硅基材料，通过掺杂形成P型或者N型，然后镀上其各种材料，形成太阳能基片，而后挤压组装成太阳能电池板。然而，其转化效率的提升一直是研究的重中之重，普通Si材料的太阳能最高转化效率在22%，而且还是处于实验室阶段；其次，太阳能电池材料很容易产生隐裂，影响其发电效率。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括以下步骤：1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗后，吹干送入磁控溅射反应室，在真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片背面沉积制备AZO透明导电电极；2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；在蒸镀AZO透明导电电极的电池基片上继续沉积制备TiAlN薄膜作为抗腐蚀保护涂层；3）将磁控溅射反应室抽真空，将蒸镀完毕AZO透明导电电极和TiAlN薄膜的电池基片翻过来，向磁控溅射反应室通入氩气作为反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料；4）将磁控溅射反应室抽真空，向磁控溅射反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料之后继续沉积制备AZO透明导电电极；5）向磁控溅射反应室中通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；继续制备TiAlN抗腐蚀保护涂层。作为一种优选方案，本专利技术所述步骤1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗5分钟后，吹干送入磁控溅射反应室，在1.0×10-3Pa真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，氩气与氧气流量比5:1，反应溅射碲化镉靶材的纯度为99.9%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～300℃，反应时间为30分钟。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，氮气流量为30sccm～80sccm，反应溅射氮化钛靶材和铝靶材的纯度为99.99%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～400℃，反应时间为20分钟。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤3）将磁控溅射反应室抽真空至1.0×10-3Pa真空条件，将蒸镀完毕AZO透明导电电极和TiAlN薄膜的电池基片翻过来，向磁控溅射反应室通入氩气反应源，氩气流量为50sccm～80sccm，反应溅射碲化镉靶材的纯度为99.9%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～300℃，反应时间为30分钟至180分钟。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤4）将磁控溅射反应室抽真空至1.0×10-3Pa真空条件，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，氩气与氧气流量比5:1，反应溅射氧化锌掺杂铝靶材的纯度为99.99%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～300℃，反应时间为30分钟。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤5）向反应室中通入氮气作为气体反应源，氮气流量为30sccm～80sccm，反应溅射氮化钛靶材和铝靶材的纯度为99.99%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～400℃，反应时间为20分钟。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤1）加热温度为100℃；步骤2）氮气流量为30sccm，加热温度为100℃；所述步骤3）氩气流量为50sccm，加热温度为100℃，反应时间为30分钟；所述步骤4）加热温度为100℃；所述步骤5）氮气流量为30sccm，加热温度为100℃。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤1）加热温度为150℃；步骤2）氮气流量为50sccm，加热温度为200℃；所述步骤3）氩气流量为60sccm，加热温度为200℃，反应时间为60分钟；所述步骤4）加热温度为200℃；所述步骤5）氮气流量为60sccm，加热温度为200℃。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤1）加热温度为200℃；步骤2）氮气流量为70sccm，加热温度为350℃；所述步骤3）氩气流量为65sccm，加热温度为250℃，反应时间为120分钟；所述步骤4）加热温度为250℃；所述步骤5）氮气流量为70sccm，加热温度为300℃。其次，本专利技术所述步骤1）加热温度为200℃；步骤2）氮气流量为70sccm，加热温度为300℃；所述步骤3）氩气流量为55sccm，加热温度为300℃，反应时间为120分钟；所述步骤4）加热温度为300℃；所述步骤5）氮气流量为40sccm，加热温度为400℃。另外，本专利技术所述步骤1）加热温度为300℃；步骤2）氮气流量为80sccm，加热温度为400℃；所述步骤3）氩气流量为80sccm，加热温度为300℃，反应时间为180分钟；所述步骤4）加热温度为300℃；所述步骤5）氮气流量为80sccm，加热温度为400℃。本专利技术有益效果。本专利技术将CdTe基薄膜材料制备在硅基太阳能材料上，形成叠层太阳能材料，增强了太阳能光的吸收性，提高了光伏转化效率。然后再蒸镀TiAlN材料；TiAlN材料硬度大、耐腐蚀，有效解决了太阳能电池材料的隐裂问题以及腐蚀问题，进一步提高了太阳能电池板的使用寿命。而后采用AZO作为太阳能电池的导电电极；一方面可以作为减缓层，减小电池板与涂层之间的晶格失配；另一方面可以作为透明导电电极，提高太阳能光的透射率，使太阳能电池的光电转换效率得到了很大的提高。本专利技术工艺简单，可实现规模生产。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1为本专利技术硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备结构图。图2为本专利技术器件薄膜XRD全谱图。图3为本专利技术TiAlN薄膜纳米压痕过程的载荷-压深谱线图。图4为本专利技术CdTe薄膜的原子力显微镜图。具体实施方式本专利技术包括以下步骤：1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗后，吹干送入磁控溅射反应室，在真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片背面沉积制备AZO透明导电电极；2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；在蒸镀AZO透明导电电极的电池基片上继续沉积制备TiAlN薄膜作为抗腐蚀保护涂层；3）将磁控溅射反应室抽真空，将蒸镀完毕AZO透明导电电极和TiAlN薄膜的电池基片翻过来，向磁控溅射反应室通入氩气作为反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料；4）将磁控溅射反应室抽真空，向磁控溅射反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料之后继续沉积制备AZO透明导电电极；5）向磁控溅射反应室中通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；继续制备TiAlN抗腐蚀保护涂层。所述步骤1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗5分钟后，吹干送入磁控溅射反应室，在1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗后，吹干送入磁控溅射反应室，在真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片背面沉积制备AZO透明导电电极；2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；在蒸镀AZO透明导电电极的电池基片上继续沉积制备TiAlN薄膜作为抗腐蚀保护涂层；3）将磁控溅射反应室抽真空，将蒸镀完毕AZO透明导电电极和TiAlN薄膜的电池基片翻过来，向磁控溅射反应室通入氩气作为反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料；4）将磁控溅射反应室抽真空，向磁控溅射反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料之后继续沉积制备AZO透明导电电极；5）向磁控溅射反应室中通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；继续制备TiAlN抗腐蚀保护涂层。

【技术特征摘要】
1.硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗后，吹干送入磁控溅射反应室，在真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片背面沉积制备AZO透明导电电极；2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；在蒸镀AZO透明导电电极的电池基片上继续沉积制备TiAlN薄膜作为抗腐蚀保护涂层；3）将磁控溅射反应室抽真空，将蒸镀完毕AZO透明导电电极和TiAlN薄膜的电池基片翻过来，向磁控溅射反应室通入氩气作为反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料；4）将磁控溅射反应室抽真空，向磁控溅射反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，对电池基片进行加热；在电池基片正面沉积制备CdTe材料之后继续沉积制备AZO透明导电电极；5）向磁控溅射反应室中通入氮气作为气体反应源，对电池基片进行加热；继续制备TiAlN抗腐蚀保护涂层。2.根据权利要求1所述硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法，其特征在于所述步骤1）将Si基太阳能电池基片用离子水超声波清洗5分钟后，吹干送入磁控溅射反应室，在1.0×10-3Pa真空的条件下，向反应室通入氩气和氧气作为混合气体反应源，氩气与氧气流量比5:1，反应溅射碲化镉靶材的纯度为99.9%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～300℃，反应时间为30分钟。3.根据权利要求2所述硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法，其特征在于所述步骤2）向磁控溅射反应室通入氮气作为气体反应源，氮气流量为30sccm～80sccm，反应溅射氮化钛靶材和铝靶材的纯度为99.99%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～400℃，反应时间为20分钟。4.根据权利要求3所述硅基电池板沉积碲化镉基薄膜叠层太阳能电池材料的制备方法，其特征在于所述步骤3）将磁控溅射反应室抽真空至1.0×10-3Pa真空条件，将蒸镀完毕AZO透明导电电极和TiAlN薄膜的电池基片翻过来，向磁控溅射反应室通入氩气反应源，氩气流量为50sccm～80sccm，反应溅射碲化镉靶材的纯度为99.9%，对电池基片进行加热，加热温度为100℃～300℃，反应时间为30分钟至180分钟。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠振河，郭睿，张东，
申请(专利权)人：辽宁太阳能研究应用有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21