太阳能电池的电极制作方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池的电极制作方法，包括：在基底上沉积本征氧化锌薄膜；对所述本征氧化锌薄膜进行掺杂，以形成掺杂氧化锌薄膜。所述掺杂采用离子注入工艺或者扩散工艺。所述离子注入工艺包括：向本征氧化锌薄膜内注入掺杂物，然后对注入后的薄膜进行热处理。所述基底为玻璃基板，则所述掺杂氧化锌薄膜为前电极。采用所述太阳能电池的电极制作方法，将本征氧化锌薄膜沉积工艺和掺杂工艺分为两个步骤，先沉积薄膜而后才进行掺杂，这样一来，薄膜的掺杂浓度或掺杂元素种类就并不依赖于靶材，方便的在更宽的范围内调整掺杂浓度和掺杂元素种类，从而改善掺杂氧化锌薄膜制作工艺的可调性、增大工艺窗口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种。
技术介绍
氧化锌(ZnO)是重要的功能材料，具有电导、光导、压电、声光、发光、气敏传感及 化学催化等特性。氧化锌薄膜的制作工艺可以在很宽的范围内调节和控制，不同条件下生 成的氧化锌薄膜具有不同的功能。通常，在氧化锌薄膜中掺入铝、铟、氟、硼、砷、镉或镓等杂 质，能够有效地提高薄膜的电导率和透光性，改善其性能。因此，掺杂氧化锌薄膜广泛的用 于薄膜太阳能电池的前电极及背电极工艺中。图1为一种薄膜太阳能电池的结构示意图，第一层是玻璃基底101，位于所述玻璃 基底101上的第二层为透明导电薄膜前电极102，所述前电极102通常为掺杂氧化锌薄膜， 第三层为通过化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition,CVD)制作的光电转化层103， 例如非晶硅薄膜太阳能电池中，所述光电转化层103依次包括P型非晶硅层、I型非晶硅层 和N型的非晶硅等，所述光电转化层103上的第四层为背电极104。上述薄膜太阳能电池的 制作过程中还会涉及到激光划线和封装等工艺，这里不再详述。目前，所述透明导电薄膜前电极或背电极常用的掺杂氧化锌薄膜主要有两种一 种是掺铝氧化锌(Ζη0:Α1，ΑΖ0)薄膜，另一种是掺硼氧化锌(Ζη0:Β，ΒΖ0)薄膜。BZO薄膜主要采用化学气相沉积法制作，以有机金属化合物作为原材料，因此又称 为金属有机化学气相沉积法。通常，锌源为Zn (C2H5)2(即DEZ)或Zn (CH3)2 (即DMZ)，氧源 为氧气、水或二氧化碳等，硼源为C3H9BO3 (即TMB)或BH3。由于化学气相沉积法的反应温度 高，在基底与膜层之间易形成扩散层，因此薄膜的结合力好，适于大批量生产。但是，较高的 反应温度可能造成玻璃基底的变形，而且CVD制作的BZO薄膜光学透光性和电学性能等技 术参数较AZO薄膜更差。AZO薄膜在可见光范围内具有较高的透射率；在高温条件下，AZO薄膜不易与氢发 生互扩散，因此在活性氢和氢等离子体环境中化学稳定性高，不易使太阳能电池材料活性 降低；另外AZO薄膜的原材料来源丰富、价格便宜因而在太阳能电池、液晶显示和防静电等 领域中广泛应用。用于薄膜太阳能电池电极的AZO薄膜主要通过溅射法制作，即利用直流 或射频电源激励Ar或Ar-O2混合气体而产生等离子体，该等离子体对合金靶(Al，Zn)或氧 化物陶瓷靶(Al2O3，ZnO)进行轰击，通过控制工艺参数可在基底上沉积大面积均勻的AZO薄 膜。图2和图3为溅射法制作AZO薄膜的示意图，如图2所示，首先在玻璃基底201上 沉积二氧化硅层202，然后再通过溅射法在二氧化硅层202上沉积AZO薄膜203，接着如图 3所示，对AZO薄膜表面进行化学制绒工艺形成绒面204，从而形成透明导电薄膜前电极。 一般AZO薄膜的掺杂浓度直接影响薄膜的透光性能和电学性能，然而，对于溅射法制作的 AZO薄膜来说，其掺杂浓度由靶材的成分决定，例如合金靶(Al，Zn)或氧化物陶瓷靶(Al2O3， ZnO)中Al的含量决定了形成AZO薄膜的Al杂质的浓度，如果需要调整薄膜掺杂浓度或掺杂元素种类就要更换靶材，而通常合金靶和氧化物陶瓷靶的靶材制作复杂、成本较高，而且 更换靶材的操作也不方便，因此，上述方法的工艺可调性较差、工艺窗口比较小。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是如何改善掺杂氧化锌薄膜制作工艺的可调性、增大工艺窗□。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括在基底上沉积本征氧化锌薄膜；对所述本征氧化锌薄膜进行掺杂，以形成掺杂氧化锌薄膜。所述掺杂采用离子注入工艺或者扩散工艺。所述离子注入工艺包括向本征氧化锌薄膜内注入掺杂物，然后对注入后的薄膜 进行热处理。所述基底为玻璃基板，则所述掺杂氧化锌薄膜为前电极。对所述本征氧化锌薄膜进行掺杂之前还包括对所述本征氧化锌薄膜进行制绒。所述制绒采用化学制绒或者等离子体制绒。还包括沉积本征氧化锌薄膜之前先基底上形成阻挡层。还包括沉积本征氧化锌薄膜之前先基底上形成诱导层。所述基底包括玻璃基板，玻璃基板上的前电极，前电极上的光电转化层；则所述 掺杂氧化锌薄膜为背电极。在所述基底上沉积本征氧化锌薄膜之前还包括对所述光电转化层表面进行制绒。所述基底为玻璃基体，塑料基体或金属基体。上述技术方案具有以下优点采用所述，先在基底上沉积本征氧化锌薄膜，然后对 所述本征氧化锌薄膜进行掺杂，以形成掺杂氧化锌薄膜，相对于现有溅射沉积AZO的制作 方法(在薄膜沉积的同时进行掺杂，薄膜沉积完成掺杂也相应完成)，上述技术方案将本征 氧化锌薄膜沉积工艺和掺杂工艺分为两个步骤，先沉积薄膜而后才进行掺杂，这样一来，薄 膜的掺杂浓度或掺杂元素种类就并不依赖于靶材，例如可以通过离子注入或高温扩散工艺 参数方便的在更宽的范围内调整掺杂浓度和掺杂元素种类(而每个靶材理论上仅能提供 一种掺杂浓度和掺杂元素种类，如需调整则需要更换另一靶材)，从而改善掺杂氧化锌薄膜 制作工艺的可调性、增大工艺窗口。再者，在现有技术中由于溅射过程中等离子体组成的复杂，薄膜中的掺杂浓度相 对于靶材的成分会发生漂移，而且这种漂移会因不同的工艺条件而改变，使得最终形成的 薄膜掺杂浓度并不可控，而本专利技术所述的，先沉积薄膜而后才 进行掺杂，例如通过离子注入或高温扩散工艺进行掺杂，杂质离子能够完全进入薄膜，因此 掺杂浓度不会漂移，可控性更强。另外，优选的，对所述本征氧化锌薄膜进行掺杂之前，先对所述本征氧化锌薄膜进 行制绒，而后才进行掺杂，这样就避免了现有技术对掺杂氧化锌薄膜进行化学制绒时，由于 含有少量的掺杂元素，薄膜内部的晶体缺陷比较多，导致制绒效果不均勻，能够改善制绒的效果。 附图说明通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中 相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示 出本专利技术的主旨。图1为一种薄膜太阳能电池的结构示意图；图2和图3为溅射法制作AZO薄膜的示意图；图4为实施例一中薄膜的流程图；图5至图6为实施例一中所述制作方法的示意图；图7为实施例二中薄膜的流程图；图8至图10为实施例二中所述制作方法的示意图；图11为实施例三中薄膜的流程图；图12至图14为实施例三中所述制作方法的示意图；图15为实施例四中薄膜的流程图；图16至图18为实施例四中所述制作方法的示意图；图19为实施例一中不同掺杂浓度的AZO薄膜的透光曲线和反射曲线；图20为实施例一中不同掺杂浓度的AZO薄膜的电阻率与膜厚的关系曲线。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限 制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表 示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应 限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为突出本专利技术的特点，附图中没有给出与本专利技术的专利技术点必然直接相关的部分， 例如，光电转化层的详细结构。目前，太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池的电极制作方法，其特征在于，包括：在基底上沉积本征氧化锌薄膜；对所述本征氧化锌薄膜进行掺杂，以形成掺杂氧化锌薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桂龙，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11