[发明专利]一种多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极及其应用

权利要求书

1.一种多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极，其特征在于：由铝箔衬底、具有U孔结构的多孔氧化铝陷光层和氧化锌基透明导电薄膜材料叠加组成，其中具有U孔结构的多孔氧化铝陷光层的厚度为0.1-1.2 μm，氧化锌基透明导电薄膜厚度为0.5-2.0 μm。

2.根据权利要求1所述多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极，其特征在于：所述氧化锌基透明导电薄膜材料为ZnO:Al或ZnO:Ga，其中Al₂O₃、Ga₂O₃的掺杂比例为0.5-2 wt%。

3.一种如权利要求1所述多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极的制备方法，其特征在于步骤如下：

1）将纯度不小于99.99%的高纯铝箔依次进行退火、超声清洗、去除自然氧化层、电化学抛光、二次阳极氧化和/或扩孔，得到具有U孔结构的氧化铝陷光基板；

2）在具有U孔结构的氧化铝陷光基板上，采用磁控溅射技术制备一层氧化锌基透明导电薄膜材料，获得多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极。

4.根据权利要求3所述多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极的制备方法，其特征在于：所述高纯铝箔进行退火的方法是将高纯铝箔在450-550 oC马弗炉中保温3-8 h，随炉冷却至室温后取出；所述超声清洗的方法是将退火后的铝箔依次分别在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗3-5 min，以去除铝箔表面的污渍；所述去除自然氧化层的方法是将清洗后的铝箔置于40-70℃的5-10 wt%氢氧化钠溶液中腐蚀1-3 min，取出后用去离子水清洗干净；所述电化学抛光的方法是将铝箔装入电解装置，其中阳极为铝箔、阴极为石墨电极，然后浸入电抛光液中并采用搅拌设备对抛光液进行搅拌，抛光液为体积比为3-5:1的乙醇及高氯酸的混合液，室温下在恒压10-15 V下抛光1-3 min，最后用去离子水清洗；所述二次阳极氧化过程包括第一次阳极氧化、去除一次阳极氧化层和第二次阳极氧化，其中，第一次阳极氧化方法采用电解法，以浓度为0.05-0.2 M的磷酸为电解液，氧化电压为120-190 V，电解液温度为0-5 ℃，氧化时间为1-4 h，氧化后的铝箔用去离子水冲洗干净，去除一次阳极氧化层方法是将氧化后的铝箔放入浓度为6 wt%的磷酸与浓度为1.8 wt%的铬酸的混合酸溶液中进行腐蚀，混合酸溶液中磷酸与铬酸的体积比为1：1，在温度为40-70 ℃下浸泡4-8 h以去除氧化层，然后用去离子水清洗干净，第二次阳极氧化方法仍采用电解法，同样以浓度为0.05-0.2 M的磷酸为电解液，氧化电压为120-190 V，电解液温度控制在0-5 ℃，氧化时间为0.5-1 h；所述扩孔过程为采用5wt%的磷酸在室温下进行刻蚀，刻蚀时间为0-3 h，以实现多孔氧化铝陷光模板中纳米孔洞占空比的调控。

5.根据权利要求3所述多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极的制备方法，其特征在于：所述氧化锌基透明导电薄膜材料的制备方法：采用脉冲直流磁控溅射技术或射频磁控溅射技术，其工艺条件是：选用组分含量为0.5-2.0 wt%的ZnO:Al₂O₃或ZnO:Ga₂O₃的陶瓷靶材，衬底温度为100-500 ℃，氩气流量为5-70 sccm，溅射气压为1-10 mTorr,功率密度为0.2-2.0 W/cm²。

6.一种如权利要求1所述多孔氧化铝/氧化锌复合陷光背电极的应用，其特征在于：用于NIP型硅基薄膜太阳电池， 所述NIP型硅基薄膜太阳电池包括非晶硅薄膜太阳电池、非晶硅锗薄膜太阳电池、微晶硅薄膜太阳电池、微晶硅锗薄膜太阳电池或纳米硅薄膜太阳电池，或者由上述单结硅基薄膜太阳电池组合成的多结叠层太阳电池。