專利名稱：一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光伏應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法。
背景技術(shù)：
Al電極和Si層的互擴散是影響薄膜太陽能電池性能重要因素。一方面，Al/Si互擴散會在界面處形成大量的空位型結(jié)構(gòu)缺陷使電極與摻雜層的接觸情況變差；另一方面，Si原子從η層流失、Al作為受主型雜質(zhì)摻入η層，都會導(dǎo)致n-Si層變薄，使電池性能衰變。因此，選擇合適的阻擋層來改善硅基薄膜太陽能電池的性能顯得尤為必要。阻擋層要求材料致密、缺陷少，具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。目前的阻擋層 研究中，用于集成電路中防止Cu、Si互擴散的阻擋層材料研究最多，常用的材料有非晶材料、難熔金屬、過渡金屬的氮、碳、硅化物及三元化合物等。近年來，雙層阻擋層的報道也很多，不但有好的阻擋效果和熱穩(wěn)定性，還能改善薄膜之間的附著力。但是過于復(fù)雜的阻擋層，將會增加器件制作工藝的復(fù)雜性、增加生產(chǎn)成本，不符合目前硅基薄膜太陽能電池的發(fā)展趨勢。目前硅基薄膜太陽能電池中常用厚度50-100nm的ZnO薄膜來阻擋Al/Si互擴散，但是ZnO本身是一種脆性材料，沒有延展性，并在制備過程中會產(chǎn)生一定的應(yīng)力，很難適應(yīng)大面積柔性薄膜太陽能電池的要求。且使用ZnO作為柔性電池中的阻擋層會一定程度上影響電池的均勻性。而使用Ni做阻擋層時很容易被氧化，并且穩(wěn)定性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法，本發(fā)明采用AlNi合金可以很好的解決上述問題。AINi合金具有熔點高、性能穩(wěn)定及抗氧化性能好等特點，AINi合金有可能是適合用于柔性電池的最好的阻擋層材料之一。本發(fā)明一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法，其特征在于=AlNi合金通過金屬Ni和Al雙靶共濺射來制備，圓形Al靶和Ni靶的直徑均為75mm，厚度分別為5mm和3mm，純度分別為5N和3N ;使用高純氬氣作為放電氣體，工作氣壓為O. 5Pa。本發(fā)明一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果本發(fā)明采用射頻磁控多靶共濺射技術(shù)在玻璃和PI襯底上制備AlNi薄膜，對不同比例AlNi合金的結(jié)構(gòu)和阻擋效果進行了研究分析，得出了最佳的合金比例A1、Ni比例為I: I或2: 3，因AlNi合金具有較好的抗氧化性，則本發(fā)明可有效避免阻擋層氧化；因AlNi比例為1:1的合金有最小的AlNi互擴散系數(shù)，說明AlNi合金作為阻擋層時有較好的穩(wěn)定性；其次，AlNi合金有較高的熔點，因此AINi合金具有低的互擴散系數(shù)，阻擋效果非常好。另外，AlNi合金的制備可以和Al電極在同一腔室制備,不會增加生產(chǎn)的成本，同時也減少了更換腔室?guī)淼奈廴尽?br> 具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法作進一步描述。實施例I。I、AlNi合金通過金屬Ni和Al雙靶共濺射來制備。圓形Al靶和Ni靶的直徑均為75mm，厚度分別為5mm和3mm，純度分別為5N和3N。使用高純氬氣作為放電氣體，工作氣壓為O. 5Pa。2、通過分別調(diào)節(jié)靶的功率可以有效調(diào)控合金的比例，Al、Ni比例為1:1或2:3的 薄膜均為多晶結(jié)構(gòu)，并具有最好的阻擋效果。3、通過調(diào)節(jié)共濺射的Al和Ni靶的濺射功率和樣品臺的旋轉(zhuǎn)來控制薄膜的成分及均勻性。使用俄歇電子能譜刻蝕，Al和Si薄膜的厚度分別為約250nm和200nm。阻擋層AlNi合金薄膜的厚度控制在50nm至80nm，制備結(jié)束后在250°C保溫2h。
權(quán)利要求
1.一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法，其特征在于=AlNi合金通過金屬Ni和Al雙靶共濺射來制備，圓形Al靶和Ni靶的直徑均為75臟，厚度分別為5mm和3mm，純度分別為5N和3N ;使用高純氬氣作為放電氣體，工作氣壓為0. 5Pa。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法，其特征在于通過分別調(diào)節(jié)靶的功率可以有效調(diào)控合金的比例，Al、Ni比例為1:1或2:3的薄膜均為多晶結(jié)構(gòu)，并具有最好的阻擋效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法，其特征在于通過調(diào)節(jié)共濺射的Al和Ni靶的濺射功率和樣品臺的旋轉(zhuǎn)來控制薄膜的成分及均勻性，使用俄歇電子能譜刻蝕，Al和Si薄膜的厚度分別為約250nm和200nm ;阻擋層AlNi合金薄膜的厚度控制在50nm至80nm，制備結(jié)束后在250°C保溫2h。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能光伏應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法。本發(fā)明一種柔性硅基太陽能電池擴散阻擋層的制備方法在于AlNi合金通過金屬Ni和Al雙靶共濺射來制備，圓形Al靶和Ni靶的直徑均為75mm，厚度分別為5mm和3mm，純度分別為5N和3N；使用高純氬氣作為放電氣體，工作氣壓為0.5Pa。本發(fā)明采用AlNi合金可以很好的解決上述問題。AINi合金具有熔點高、性能穩(wěn)定及抗氧化性能好等特點，AINi合金有可能是適合用于柔性電池的最好的阻擋層材料之一。
文檔編號H01L31/18GK102800752SQ201210291958
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者楊志剛 申請人:青海天普太陽能科技有限公司