[实用新型]一种TCO薄膜

说明书

技术领域

本实用新型属于薄膜制备技术，尤其涉及一种薄膜太阳能电池的透明导电氧化物薄膜（TCO薄膜）。

背景技术

以带绒面的TCO薄膜作为前、背电极被广泛的应用在薄膜太阳能电池行业中，在传导电流的同时可以在电池中形成光陷阱，从而延长光子在吸收层中的传播路径以增加光子利用率，提高电池效率。

现有技术中的TCO薄膜均为单层结构，且前电极TCO薄膜的表面为V型绒面结构（见图3和图4所示），V型绒面结构5容易导致后期沉积的微晶硅吸收层产生孔洞和间隙等结构缺陷，且只能通过增加厚度来获得较高的雾度。如何改变TCO薄膜的结构，并使其具有良好的光学透过和陷光效果，对于提高电池的光电转换效率具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种TCO薄膜，该TCO薄膜具有多层膜结构，优化前电极TCO薄膜的表面结构和界面接触导电率，使其具有良好的光学透过和陷光效果，提高电池的光电转换效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种TCO薄膜，它包括下层氧化锌接触层、上层氧化锌缓冲层，以及位于下层氧化锌接触层和上层氧化锌缓冲层之间的TCO中间层。

所述TCO薄膜为前电极TCO薄膜时，前电极TCO薄膜的上层氧化锌缓冲层表面为U型绒面结构。

优选方案：所述下层氧化锌接触层的厚度为50nm-500nm；所述TCO中间层的厚度为500nm-2400nm；所述上层氧化锌缓冲层的厚度为50nm-500nm；所述TCO薄膜的膜层总厚度为1500nm-2500nm。

进一步优选方案：所述下层氧化锌接触层、上层氧化锌缓冲层和TCO中间层均为掺杂有硼、铝和镓中的至少一种掺杂物的氧化锌薄膜层。

所述下层氧化锌接触层、上层氧化锌缓冲层和TCO中间层更优选为掺杂有硼的氧化锌薄膜层。

下面对本申请做进一步解释和说明：

当所述TCO薄膜为三层含有掺杂物的氧化锌薄膜层的前电极TCO薄膜时，其制备方法优选为：第一层氧化锌薄膜为TCO与基片间的缓冲层，其工艺条件为：沉积室气压0.4mbar-0.6mbar，基板温度160℃-220℃，二乙基锌和水蒸气的流量分别为650sccm–700sccm和800sccm-850sccm，掺杂气体与二乙基锌气体原子比为0.35-0.50；第二层氧化锌薄膜为TCO中间层，其工艺条件为：沉积室气压0.4mbar-0.6mbar，基板温度160℃-220℃，二乙基锌和水蒸气流量分别为650sccm–700sccm和800sccm-850sccm，掺杂气体与二乙基锌气体原子比为0.01-0.10；第三层氧化锌薄膜为与吸收层间的接触层，其工艺条件为：沉积室气压0.4mbar-0.6mbar，基板温度160℃-220℃，二乙基锌和水蒸气的流量分别为650sccm–700sccm和800sccm-850sccm，掺杂气体与二乙基锌原子比为0.35-0.50；所述三层氧化锌薄膜层的厚度由下至上依次为：50nm-500nm，500nm-2400nm，50nm-500nm，且所述TCO薄膜的膜层总厚度为1500nm-2500nm。

进一步优选对第三层氧化锌薄膜层表面进行氢等离子体预处理，消除表面棱角，使其从V型表面变为U型表面，该预处理过程采用高频辉光放电产生H等离子体，其主要工艺参数为：反应压强：0.2mbar-0.8mbar，功率密度：30mW/m²-300mW/m²，辉光频率：13.56MHz-60MHz，基板温度：160℃-300℃，反应时间：5min-30min。