[发明专利]在基片上镀制ITO薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀膜方法，尤其涉及一种在晶体硅片等基片上镀制ITO薄膜的方法。

背景技术

TCO玻璃，即透明导电氧化物镀膜（Transparent conducting oxide）玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，TCO玻璃因其透明、导电的优异性能而应用广泛，可以应用在太阳能薄膜电池、显示器、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件及雷达屏蔽保护等领域。TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，近几年，晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展，目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10%，光伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。

氧化铟锡（ITO）是一种重要的TCO材料，具有宽带隙、高电子迁移率等物理属性，在很薄的膜厚下表现出低的方块电阻和高的透光率，这使其成为光伏和显示器件的首选材料。

通常，ITO薄膜采用真空溅射工艺在各种基片上镀制膜层，即工艺气体在电子轰击下发生电离，带电荷的气体离子在电场加速下轰击ITO陶瓷靶，实现ITO纳米粒子沉积到基板上，并连续成膜。

专利CN1257135A公开的氧化铟锡透明导电薄膜的制备方法，真空条件下，以氩气为工作气体，溅射得到2~100nm厚度的氧化铟锡薄膜。

专利CN100432284C公开了一种低温制备ITO薄膜的方法，衬底温度为100℃，氧气分压保持5.0×10^-2Pa，能够高效无损伤的制备ITO薄膜。

专利CN101294272A公开了一种室温溅射沉积ITO透明导电薄膜的方法，首先通过射频磁控溅射在衬底上镀覆二氧化硅层，然后在二氧化硅层上沉积ITO薄膜。

CN101914755A公开了一种卷绕式带状ITO导电薄膜的生产方法，类似地，也是先在基材上溅射沉积二氧化硅膜，然后真空条件下溅射沉积ITO薄膜。

对于以硅片为衬底（或基材）进行的镀膜，一般采用圆形平面靶方式沉积膜层，基板温度、工艺气体流量和氧分子含量、加载功率是调整ITO膜层的主要工艺参数，而基片的传输一般是采用辊道或者机械手臂直接传送一片至各个靶位下来镀制ITO薄膜。这种圆形靶镀膜具有较差的膜层均匀性，尤其是制备薄膜电极这种厚膜的情况下；同时这种溅射镀膜工艺存在背面绕射现象，生产效率低，不利于基于晶体硅电池的批量化生产。

发明内容

针对现有技术中圆形平面靶方式沉积ITO薄膜存在的膜均匀性差、生产效率低的问题，本发明提供了一种新型的ITO镀膜工艺，能够制备出高透光率、低方块电阻的ITO薄膜，并且可以避免背面绕射。

因此，本发明的目的是提供一种在基片上镀制ITO薄膜的方法。

本发明所述的在基片上镀制ITO薄膜的方法，步骤包括：

步骤1，提供一具有导热性能的平板，置于真空溅射腔室内；

步骤2，对平板进行均匀预热，并使平板温度达到镀膜所需温度；

步骤3，将平板输送至阴极下方；并调整靶材加载功率、工作气体流量和辅助气体流量；

步骤4，将至少一个需要镀制ITO薄膜的基片摆放在平板上，进行预热；

步骤5，通过溅射，在基片上沉积ITO薄膜至所需厚度。

其中，本发明溅射优选采用线型磁控溅射。

其中，所述溅射过程中，靶材可以是矩形平面靶材或者圆筒状旋转靶材，或者也可以采用圆形平面靶，具体举例如中频溅射铟锡合金靶、ITO陶瓷平面靶和管状旋转靶。

所述ITO可以是纯的氧化铟锡，也可以是掺杂有其它可用元素的氧化铟锡，一般掺杂元素为金属或金属氧化物，具体举例如ZnO掺杂ITO、Ta掺杂ITO、Nd掺杂ITO、Zr掺杂ITO、Fe掺杂ITO、Co掺杂ITO、Au掺杂ITO、WO₃掺杂ITO、Al掺杂ITO、Ag掺杂ITO、Sb掺杂ITO。

所述需要镀制ITO薄膜的基片可以是任意需要镀膜的基片，最优选为晶体硅片，尤其是用于光伏电池的晶体硅电池片，所述光伏电池可以是HIT电池、单晶硅电池、或多晶硅电池。

本发明上述方法中，所述具有导热性能的平板可以是金属板、合金板、耐高温塑料板、陶瓷板或玻璃板，并且优选为玻璃板。

所述玻璃板厚度优选为2~10mm，更优选为3~6mm。

在本发明所述方法的一种优选实施例中，将基片摆放在所述平板上后，用胶带将基片固定，应当理解的是，所述胶带能够在镀膜工作温度下使用。