[发明专利]一种氧化铝太阳电池减反膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝太阳电池减反膜的制备方法,是一种适用于太阳电池表层以提高太阳电池的效率的减反膜，属于太阳电池材料制备技术领域。

背景技术

 随着现代化工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为理想的清洁能源受到了世界各国的重视。由于常规化能源的减少和环境污染的加剧，使得光伏产业发展迅猛，太阳电池日新月异。投射到太阳电池阵列正面的太阳能辐射通量(阳光)中，部分被表面反射掉了，部分透射到电池内部(通过太阳电池盖片进入太阳电池)，被转换为电能。通常情况下，裸硅表面的反射率很大，可将入射光的30%以上反射掉，为最大限度地减小正面反射损失，其有效的解决方法是在其表面镀一层或多层与光学性质匹配良好的减反射膜。

 Al₂O₃是一种新型的III-Ⅵ族宽禁带半导体材料，具有宽的带隙和优良的化学稳定性，并能提供从紫外到近红外的透明窗口，是电致发光元件的重要组成部分和平板显示器件中的光学激发层材料，此外，它还可作为发光激发层、光学涂层、介电层、耐磨涂层和保护层等而广泛应用于光学、电子和机械等领域，因此氧化铝薄膜受到人们的广泛关注。研究发现：在薄膜制备中，随着氧分压比的增加，薄膜中的铝元素从金属态升高到正三价，同时薄膜由晶态逐渐转变成非晶态；当氧分压为 8%~11%时，可获得符合化学计量比、表面光滑的非晶态氧化铝薄膜，该薄膜具有较高的折射率和较低的消光系数。Al₂O₃薄膜在300nm～1100nm 波段有很高的透过率，与光伏太阳能电池的有效波长（400nm~1100nm）完全吻合，因此可作为太阳电池的减反膜（增透膜）材料。与专利（申请号：2011100048888.2）一种利用PECVD工艺制备α-Al₂O₃膜层相比，其是利用退火工艺在夹层间形成SiO₂，再利用PECVD在α-Al₂O₃上制备α-Si_i-xN_x，制备得到的α-Si_i-xN_x/α-Al₂O₃/ SiO₂复合钝化减反膜，该工艺过程复杂，不利于对各层膜的控制，且需要较高温度退火，不利于降低成本，多层膜的制备对各层膜的质量及相关参数难以控制，性能波动较大，不利于商业化。与专利（申请号：200910068301.7）在聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯复合板上的减反膜及其制备方法相比，其是减反膜由氟化镁和三氧化二铝两层构成。镀膜前需要将复合膜在真空除湿60℃~70℃状态下烘烤1h~2h，及-120℃低温深冷。该工艺制备过程中，烘烤时间长，需要低温深冷，工艺复杂，条件要求高，在工业化生产中难以准确控制，低温处理能耗高。

发明内容

针对背景技术提出的问题,根据Al₂O₃薄膜的物理化学特性，本发明提出一种氧化铝太阳电池减反膜的制备方法,以单晶硅Si（100晶相）为衬底，利用磁控溅射技术通过控制O₂分压和腔室压强，溅射的Al在腔室中氧化得到高折射率、低吸收系数的Al₂O₃减反膜。

本发明按以下步骤实施

依次使用丙酮、无水乙醇和去离子水对单晶硅Si（100晶项）衬底进行超声清洗；将磁控溅射腔室真空抽至≤6.0×10^-6pa；通入Ar气和O₂气，压强为1.0 pa~2.0pa，氧气占总体量的比例为10%~35%；采用纯度为99.99%的Al靶材，以30W~60W的溅射功率制备Al₂O₃太阳电池减反膜。

1、 依次使用丙酮、无水乙醇和去离子水对单晶硅Si（100晶项）衬底进行超声清洗5min~10min；

 将磁控溅射镀膜仪的腔室真空抽至≤6.0×10^-6pa；