本发明专利技术公开一种硅基薄膜太阳能电池用绒面AZO薄膜的制备方法，采用石英砂粉末水溶液作为刻蚀玻璃的腐蚀液，对AZO薄膜的基底玻璃进行刻蚀，形成玻璃表面的绒面结构，从而在玻璃表面之上生长的AZO薄膜能够实现绒面结构，本发明专利技术避免了酸蚀工艺对AZO薄膜厚度要求过高导致成本增加的问题，同时也不会造成废酸对环境的污染，所制备出的AZO绒面薄膜适用于硅基薄膜太阳能电池的前电极，增加对光线的吸收量，提高了硅基薄膜太阳能电池的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种绒面AZO透明导电膜的制备方法，属于薄膜光伏电池
，特别涉及作为硅基薄膜太阳能电池前电极的绒面AZO薄膜制备方法。
技术介绍
磁控溅射エ艺制备AZO薄膜(掺铝的氧化锌)，由于其重复性好、允许低温沉积、沉积速率高、附着性好、沉积參数容易控制等优点应用得最为普遍。目前制备绒面AZO方法之ー是利用AZO薄膜的表面可刻蚀性,先米用磁控派射技术在玻璃表面镀上表面光滑的AZO薄膜，其电学性能和光学性能都很好，然后再用酸腐蚀或离子束刻蚀的方法对其进行表面刻蚀，达到表面织构化的结构，形成绒面。其中又以湿法刻蚀技术最为成熟。湿法刻蚀ー般采用体积分数为O. 5%的稀盐酸，刻蚀时间一般10 30s，薄膜表面均方根粗糙度一般 为20 150nm，特征尺寸一般为200 lOOOnm，雾度一般为14 35%，性能指标可以满足薄膜光伏电池的前电极要求，然而这种通过先成膜后酸蚀的エ艺来实现的AZO绒面形成方法，对AZO薄膜的厚度要求过高，即要形成具有一定绒面结构的薄膜，大约要无端消耗三分之一以上的AZO膜才能实现在剰余的三分之ニ厚度的薄膜表面具有期望的绒面结构，这造成了生产成本的増加，不利于长期的规模化生产。还有ー种方法是，通过精确控制实验參数，直接溅射出有绒面结构的AZO薄膜，然而这种方法得到的AZO绒面结构不显著，无法满足太阳能电池对前电极陷光结构的需求指标。
技术实现思路
针对现有绒面AZO制备技术存在酸蚀浪费、环境污染及其绒面效果不显著的缺陷，本专利技术提出一种替代常规先成膜后酸蚀エ艺的绒面AZO薄膜制备方法，避免对AZO薄膜厚度要求过高以及对薄膜厚度的无端刻蚀所造成的浪费及废弃酸液的环境污染问题，有效降低生产成本，而且能满足太阳能电池对前电极陷光结构的需求。本专利技术提出一种硅基薄膜太阳能电池用绒面AZO薄膜的制备方法，包括以下主要步骤 (O取石英砂粉末与水混合并搅拌均匀，配制成石英砂粉末水溶液作为刻蚀玻璃的腐蚀液，简称石英砂腐蚀液； (2)将上述石英砂腐蚀液通过喷头喷射到清洗干净的玻璃基片上进行刻蚀，控制石英砂腐蚀液的流速为O. I lm/s，刻蚀时间为5 10分钟； (3)在刻蚀完成的玻璃基片上采用射频磁控溅射技术制备AZO薄膜，得到的AZO薄膜即为绒面AZO薄膜。所述石英砂粉末粒度为400 500目。所述石英砂与水的质量比为O. 5 2。所述喷头为圆形莲花喷头，喷孔数目为100 200个，喷孔直径为I 3厘米。所述玻璃基片为高強度、抗划伤性能好的铝硅酸盐玻璃，以使得石英砂刻蚀基片表面吋，能够得到较为理想的玻璃绒面，为此后的AZO薄膜的生长提供基础。本专利技术的优点 a、本专利技术采用石英砂水溶液对玻璃表面进行前处理，替代了常规エ艺中的先成膜再酸蚀的方法，避免了废弃的酸溶液对环境造成的危害，且不会造成对AZO薄膜的酸蚀浪费，节约了生产成本； b、与现有的先成膜后酸蚀的エ艺及溅射直接形成绒面エ艺相比，本专利技术的制备方法不仅简单可行，而且制备出的AZO绒面结构，更适于硅基薄膜太阳能电池前电极对陷光结构的要求，可以更有效地增加光线在薄膜中的行进光程，増加对光线的吸收量，进而提高电池的光电转换效率。附图说明图I为实施本专利技术的设备示意图； 图2为实施例I所制备的AZO薄膜的AFM形貌 图3为实施例2所制备的AZO薄膜的AFM形貌图。具体实施例方式实施例I : (I)玻璃基片的制备与清洁处理。选用厚度为3毫米，20mmX 20mm见方的铝硅酸盐玻璃片，其制备エ艺为高温熔融エ艺，熔制温度为1650°C，其中各氧化物的质量百分比如下SiO2 64% ；A1203 :14% ；MgO :4% ；Na20 :12% ；K20 :2% ；CaO :2% ；NaCl :2%。配合料用钼金坩埚在1650°C的温度下熔融15小时，熔融后，将熔融玻璃液压制成玻璃板，形状为5(T50mm2，然后进行退火处理，退火温度为700°C，再进行研磨、抛光、切割，最后成形的试样尺寸为2(T2(T3. 2mm3 ;然后再进行化学钢化处理，化学钢化温度为460°C，时间为3. 5小吋。由此完成的铝硅酸盐玻璃的各项指标为可见光透过率3 88%，抗折强度98MPa。将上述制备好的玻璃基片先后放入丙酮和こ醇中进行超声清洗，时间各为10分钟，然后用去离子水冲起干净和氮气吹干以待用。(2)称取1000克的石英砂粉末，粒度为400目，加入到1000毫升的水中，充分搅拌至均匀，制成刻蚀玻璃的石英砂腐蚀液1，然后将石英砂腐蚀液I倒入1500毫升的玻璃容器2中；玻璃容器2放在磁力搅拌器3上，图中4为磁力搅拌转子，以使得石英砂腐蚀液I 一直处于磁力搅动拌的状态，达到混合均匀的目的； (3)打开阀门6，通过流速仪测量并调节阀门开合程度，控制流速为O. 5m/s，使得石英砂腐蚀液I通过玻璃管道5流入莲喷头7上的150个小孔8，石英砂腐蚀液I通过小孔8冲击到玻璃基片9以对基片表面进行刻蚀，时间为5分钟，刻蚀过程的同时旋转平台10匀速转动，转速为20转/分钟，以达到刻蚀均匀的目的。(4)将刻蚀后的玻璃基片9用去离子水冲干，并用高压氮气吹干，得到绒面玻璃基片，然后用常规的热反应蒸发法蒸镀AZO薄膜，厚度控制在600纳米。(5)如此得到的AZO薄膜即为具有绒面结构的薄膜，可以满足硅基薄膜太阳能电池的前电极需求。其表面形貌如图2所示。(6)分别用上述制备的绒面AZO玻璃基板与普通钠钙硅玻璃基板制作非晶硅薄膜太阳能电池，其中两种玻璃基板的AZO制备エ艺相同，非晶硅薄膜太阳能电池エ艺也相同，结构均为玻璃基板/AZO薄膜/ P型非晶硅/I型非晶硅/N型非晶硅/铝背电极，各层厚度分别为3. 2mm、600nm、20nm、500nm> 25nm、1000nm。由此得到的电池光伏性能指标如表I所示，可见，本专利技术提供的制备方法对提高电池的短路电流和光电转换效率有积极的影响。表I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅基薄膜太阳能电池用绒面AZO薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下主要步骤：（1）取石英砂粉末与水混合并搅拌均匀，配制成石英砂粉末水溶液作为刻蚀玻璃的腐蚀液，简称石英砂腐蚀液；（2）将上述石英砂腐蚀液通过喷头喷射到清洗干净的玻璃基片上进行刻蚀，控制石英砂腐蚀液的流速为0.1～1m/s，刻蚀时间为5～10分钟；（3）在刻蚀完成的玻璃基片上采用射频磁控溅射技术制备AZO薄膜，得到的AZO薄膜即为绒面AZO薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种硅基薄膜太阳能电池用绒面AZO薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下主要步骤 (1)取石英砂粉末与水混合并搅拌均匀，配制成石英砂粉末水溶液作为刻蚀玻璃的腐蚀液，简称石英砂腐蚀液； (2)将上述石英砂腐蚀液通过喷头喷射到清洗干净的玻璃基片上进行刻蚀，控制石英砂腐蚀液的流速为0. I lm/s，刻蚀时间为5 10分钟； (3)在刻蚀完成的玻璃基片上采用射频磁控溅射技术制备AZO薄膜，得到的AZO薄膜即为绒面AZO薄膜。2.根据权利要求I所述的一种硅基薄膜太阳能电池用...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，马立云，崔介东，王芸，曹欣，沈洪雪，
申请(专利权)人：蚌埠玻璃工业设计研究院，中国建材国际工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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