[发明专利]一种绒面透明导电膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种绒面透明导电膜及其制备方法。

背景技术

近年来，作为可再生能源的光伏电池和大面积光伏组件的发展引起了人们的广泛关注。尤其是非晶硅和纳米微晶硅叠层电池，以其独特的优势迅速崛起，成为市场应用的主流产品。透明导电氧化物薄膜作为硅基薄膜太阳电池的透明电极是必不可少的，而掺铝氧化锌（Al-doped ZnO，简称AZO）透明导电膜的原材料丰富、无毒、价格便宜，并且在氢等离子体中稳定性好；且因陷光结构的AZO透明导电膜（即绒面AZO透明导电膜）具有比较大的表面粗糙度，可实现对入射太阳光的反射、折射和散射，将入射到薄膜中的光线分散到各个角度，经多次反射从而增大入射光在电池中的光程，增加光的吸收以增大电池的短路电流，提高电池的光电转化效率。因此，以AZO薄膜材料为主的太阳能光伏玻璃被认为是下一个发展主流，批量生产大面积绒面AZO透明导电膜玻璃对光伏产业的发展具有划时代意义。

现在国际上研究新型AZO薄膜的厂家比较多，但是大多仅仅是停留在实验室研究阶段，目前还没有大尺寸和规模化绒面AZO透明导电膜成功应用的报道。现有技术的研究重点是对物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，简称PVD）磁控溅射工艺参数的调整。现有的一种绒面氧化锌（ZnO）透明导电薄膜的制备方法，通过对磁控溅射工艺参数进行调节得到ZnO透明导电膜，再采用稀盐酸溶液对其进行湿法化学刻蚀制备绒面ZnO透明导电薄膜，由于采用稀盐酸进行制绒，刻蚀速率较快，可控性较差，因此，得到的绒面透明导电膜的绒面均匀性较差，且该方案仅可应用于实验室小面积绒面透明导电膜的制备之中。

发明内容

本发明的目的是提供一种绒面透明导电膜及其制备方法，用以提高绒面透明导电膜的绒面均匀性，进而将绒面透明导电膜应用于大面积绒面透明导电膜的生产之中。

本发明绒面透明导电膜的制备方法，包括：

将形成有透明导电膜的衬底的温度调整至18℃～25℃；

在酸液中对调整温度后的透明导电膜进行制绒，制绒时长为30～100秒，其中，所述酸液按重量百分比计，含有0.0365%～0.365%氯化氢，0.04%～0.4%氟化氢，0.1%～0.5%草酸及0.1%～0.5%醋酸；

对制绒后的透明导电膜进行清洗。

在本发明技术方案中，对制绒工艺进行研究，发现先调整透明导电膜的温度至18℃～25℃，再采用含有氯化氢（HCl）、氟化氢（HF）、草酸（HOOC-COOH）及醋酸（CH₃COOH）的酸液对透明导电膜进行制绒形成的绒面透明导电膜的形貌较好，并可提高绒面的均匀性，所述酸液为含有氯化氢、氟化氢、草酸及醋酸的水溶液，若HCl和HF的重量分数较大，则刻蚀凹坑过大、腐蚀速率较快，并很难控制均匀性；若HCl和HF的重量分数较小，则刻蚀深度不够,绒面结构的凹凸效果不明显；若草酸和醋酸的重量分数较大，则刻蚀速度极难控制，导致绒面结构重复性差；若草酸和醋酸的重量分数较小，则腐蚀速率较慢，不利于批量生产的时效性和稳定性。将绒面透明导电膜的制备方法应用于太阳能电池中，可提高电池的短路电流，进而提高光电转化效率。

优选的，所述酸液含有0.0365%～0.182%氯化氢，0.04%～0.2%氟化氢，0.1%～0.3%草酸及0.1%～0.3%醋酸。采用较优的技术方案中的酸液对透明导电膜进行制绒，得到的绒面透明导电膜的绒面均匀性较好。

较佳的，所述酸液含有0.182%氯化氢，0.08%氟化氢，0.2%草酸及0.1%醋酸，或者，所述酸液含有0.0365%氯化氢，0.04%氟化氢，0.1%草酸及0.1%醋酸；或者，所述酸液含有0.182%氯化氢，0.2%氟化氢，0.3%草酸及0.3%醋酸。

优选的，所述制绒时长为30秒、50秒、60秒、100秒或120秒。

特别是对于所述酸液含有0.182%氯化氢，0.08%氟化氢，0.2%草酸及0.1%醋酸，制绒时长为60秒时，采用该技术方案中的酸液对透明导电膜进行制绒，得到的绒面透明导电膜的绒面波峰范围50～150nm，波谷范围为50～150nm，宽度为100～300nm，粗糙度为25～40nm，可见得到的绒面的宽度和深度一致，均匀性较好。

优选的，所述将形成有透明导电膜的衬底的温度调整至18℃～25℃具体为：将形成有透明导电膜的衬底浸润在18℃～25℃的去离子水中，使其温度调整至18℃～25℃。