【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池，尤其涉及一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法。
技术介绍
1、透明导电氧化物tco材料是由一种或两种金属元素组成的双相或三相化合物，其消光系数(κ)在光学区<0.0001，带隙(eg)>3ev。tco材料因其显著的透明度和导电性而闻名，气体传感器、平板显示器、太阳能电池、发光二极管和飞机挡风玻璃是tco的一些应用。
2、具有高近红外(nir)透过率的透明导电氧化物(tcos)是制造具有宽光谱灵敏度的高效薄膜太阳能电池的关键材料之一。具有优异近红外透明度的tco薄膜的关键要求是载流子电子的高霍尔迁移率(μ)，并将载流子密度控制在中等范围内，抑制自由载流子吸收。为了在tco薄膜中实现优异的近红外透明度，开发提供高迁移率(μ)载流子的掺杂剂非常重要。通常已知的tco材料是n型半导体，如sb或f掺杂的氧化锡，zn或sn掺杂的氧化铟，ga或al或b掺杂的氧化锌。本专利以单质金属锡为主要蒸发源，掺入钨或铝作为掺杂剂制备n型two薄膜(p型tao薄膜)。
3、铟价和铟金属的稀有性限制ito靶材大规模应用，低铟化、无铟化靶材是异质结大规模量产的前提。sno2透明导电氧化物由于成本低廉，在某些应用中具有替代in2o3基透明导电氧化物的潜力。相比较传统的薄膜沉积技术(如：真空热蒸发法、电子束沉积法、磁控溅射法、化学气相沉积法)，反应等离子沉积(reactive plasma deposition,rpd)在工业大规模生产时具有沉积衬底温度低、材料利用率高的优势。反应等离子
4、反应气体组分和流量是反应等离子体沉积控制的两个重要参数，沉积过程中，严格控制气体组分与流量在适当范围内，以确保反应生成所需的化合物和合金薄膜。射频功率是反应等离子体沉积的另一个重要控制参数，射频功率可以调节等离子体反应区内的电荷密度和能量，高射频功率可以增加电子密度和电荷能量，并促进反应气体的化学反应，以达到更高的沉积速率；低射频功率则可以降低沉积速率和沉积温度，从而降低薄膜表面粗糙度生成致密均匀的薄膜。衬底温度是反应等离子体沉积最重要的温度参数，衬底温度决定了化学反应的速率和挥发物的扩散程度。在反应等离子体沉积过程中，需要调整衬底温度使沉积层致密且与衬底之间有良好的结合能力。对于硅基异质结太阳能电池来说，整个电池的工艺温度均控制在200摄氏度以下，防止非晶硅钝化层中的氢元素受热溢出造成电池空位缺陷增加，致使载流子复合电池效率降低。
5、因此需要设计一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的缺陷，提供一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法。
2、本专利技术通过下述方案实现：
3、一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，该方法包括以下步骤：
4、步骤1、将固体的纯锡金属颗粒装入金属钼舟中；
5、步骤2、打开真空腔室门，将装有纯锡金属颗粒的钼舟置入水冷坩埚内；
6、步骤3、将衬底放在旋转架上；
7、步骤4、关闭真空腔室门，将真空腔室抽真空；
8、步骤5、在阴极钽管中通入氩气，通电使氩气电离起辉产生阴离子束，阴离子束在偏转线圈产生的偏转磁场作用下定向偏转并轰击在钼舟中的纯锡金属颗粒上，使得纯锡金属颗粒熔化并蒸发；
9、步骤6、向真空腔室内通入氧气；在通电的情况下，部分氧气被电离成活性氧，在真空腔室内，活性氧和蒸发的纯锡金属相碰撞，反应生成氧化锡；
10、步骤7、打开挡板，所述步骤6生成的氧化锡最终沉积到衬底上，形成金属氧化物薄膜；
11、步骤8、将所述步骤7沉积的金属氧化物薄膜从真空腔室中取出。
12、在所述钼舟的上方对应设有可以加热的金属丝。
13、所述金属丝采用直流电源加热，所述金属丝包括铝丝、钨丝中的一种。
14、所述固体纯锡金属颗粒的纯度为99.99wt％，所描述固体纯锡金属颗粒装载到金属钼舟高度的三分之二位置处。
15、在步骤4中，所述真空腔室抽真空是将真空腔室抽到5×10-4pa以下的压强。
16、在步骤5中，在所述在阴极钽管中通入氩气的通量为120～100sccm。
17、在步骤5中，在所述氩气电离起辉后，在所述在阴极钽管中通入氩气的通量为100-50sccm。
18、在步骤5中，所述通电的电流大小为35-60a。
19、在步骤6中，所述通入氧气的通量为90-110sccm。
20、本专利技术的有益效果为：
21、1.本申请使用rpd(反应等离子体)设备与磁控溅射等制备方法相比，使用金属靶材相比陶瓷靶材具有价格优势，使用锡基金属合金作为蒸发源，有利于提高产品的市场竞争力。本申请沉积的氧化锡透明导电层具有高透过、高电导率的特点，和其他异质结电池的透明导电层(ito、ico、iwo、imo)相比，最大的优势在于成本低、适用于大规模工业生产。
22、2.本专利技术一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法蒸发源中除sn以外，还有w或al、in等金属作为掺杂金属，通过在rpd工作过程中向其中通入氧气、氢气等，使被离化的金属离子氧化成为掺氢金属氧化物，并最终在衬底上形成透光性好、电导率高的tco薄膜。
23、3.本专利技术的特点是利用锡基金属合金作为rpd蒸发源蒸镀tco薄膜，通过这种方式蒸镀的tco薄膜具有透光性高、电导率高等特点。
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1.一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在所述钼舟的上方对应设有可以加热的金属丝。
3.根据权利要求2所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：所述金属丝采用直流电源加热，所述金属丝包括铝丝、钨丝中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：所述固体纯锡金属颗粒的纯度为99.99wt％，所描述固体纯锡金属颗粒装载到金属钼舟高度的三分之二位置处。
5.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在步骤4中，所述真空腔室抽真空是将真空腔室抽到5×10-4Pa以下的压强。
6.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在步骤5中，在所述在阴极钽管中通入氩气的通量为120～100sccm。
7.根据权利要求1
8.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在步骤5中，所述通电的电流大小为35-60A。
9.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在步骤6中，所述通入氧气的通量为90-110sccm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在所述钼舟的上方对应设有可以加热的金属丝。
3.根据权利要求2所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：所述金属丝采用直流电源加热，所述金属丝包括铝丝、钨丝中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：所述固体纯锡金属颗粒的纯度为99.99wt％，所描述固体纯锡金属颗粒装载到金属钼舟高度的三分之二位置处。
5.根据权利要求1所述的一种用于硅异质结太阳能电池的锡基透明导电层的制备方法，其特征在于：在步骤4中，所述真...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭佳成，赵东明，周玉荣，王立闯，陈传科，罗丽珍，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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