[发明专利]一种直接制备绒面AZO薄膜的方法

说明书

本发明公开一种直接制备绒面AZO薄膜的方法，包括采用直流磁控溅射工艺，将玻璃衬底加热至300℃后，在玻璃衬底上溅射厚度为180～220nm的底层AZO薄膜；关闭磁控溅射装置，使玻璃衬底冷却至室温；将玻璃衬底由室温加热至300℃后，在底层AZO薄膜上溅射厚度为180～220nm的中间层AZO薄膜；关闭磁控溅射装置，使玻璃衬底冷却至室温；将玻璃衬底由室温加热至300℃后，在中间层AZO薄膜上溅射厚度为180～220nm的顶层AZO薄膜，最终得到层叠的绒面AZO薄膜；在反复的冷却和加热过程中，晶粒尺寸大幅度增加，使得每层AZO薄膜表面都呈凹凸结构，三层叠加后，得到具有绒面织构的AZO薄膜；本发明舍弃了传统的蚀刻方式，能够避免薄膜材料的消耗，节省生产成本，并且保证薄膜质量。

技术领域

本发明涉及太阳能薄膜制造技术领域，具体是一种直接制备绒面AZO薄膜的方法。

背景技术

在当今世界能源危机日益严重的形势下，人们对太阳能电池的研究取得了很大的发展。高质量的太阳能电池，特别是薄膜太阳能电池，其性能强烈的依赖于作为窗口电极的透明导电膜层的性能。

目前ZnO:Al透明导电材料以其自身的一些优势成为了太阳能电池窗口层最常用的材料。因此，与太阳能电池的制备工艺整合起来研究AZO透明导电薄膜的制备工艺，对于太阳能电池光转化效率的提高和整个光伏产业的发展具有重大的意义。

AZO薄膜绒面结构作为薄膜太阳能电池的重要一环，对提高其光转换效率和稳定性起到决定性作用。绒面的特征是表面粗度糙比较大，它的作用是通过对光的折射和散射，把入射到薄膜中的光分散到各个角度，这样来提高入射光在电池中的光程，增加光的吸收，增大电子空穴的形成几率。

但是，目前制备绒面AZO薄膜的方法主要是利用AZO薄膜的表面可刻蚀性，先采用磁控溅射技术，溅射出电学性能和光学性能都很好的1000nm左右的AZO薄膜，然后再对其进行表面刻蚀，达到表面织构化。但是刻蚀会导致AZO薄膜的无端消耗，由此带来的浪费会造成生产成本的升高，同时工艺复杂性也相应增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直接制备绒面AZO薄膜的方法，该方法舍弃传统的蚀刻方式，能够避免薄膜材料的消耗，节省生产成本，采用直流磁控溅射工艺直接制备得到绒面AZO薄膜，并且保证薄膜质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种直接制备绒面AZO薄膜的方法，包括以下步骤：

S1、采用直流磁控溅射工艺，将玻璃衬底加热至300℃后，在玻璃衬底上溅射厚度为180～220nm的底层AZO薄膜；

S2、关闭磁控溅射装置，使玻璃衬底冷却至室温；

S3、将玻璃衬底由室温加热至300℃后，在底层AZO薄膜上溅射厚度为180～220nm的中间层AZO薄膜；

S4、关闭磁控溅射装置，使玻璃衬底冷却至室温；

S5、将玻璃衬底由室温加热至300℃后，在中间层AZO薄膜上溅射厚度为180～220nm的顶层AZO薄膜，最终得到层叠的绒面AZO薄膜。

进一步的，所述步骤S1、S3与S5中直流磁控溅射时的功率为600～1000W，功率密度为5.30～8.84W/cm²。