[发明专利]一种室温下AZO导电膜的连续式磁控溅射镀膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能、光电行业的AZO导电膜制造领域，尤其是涉及一种室温下AZO导电膜的连续式磁控溅射镀膜方法。

背景技术

透明导电膜目前已被广泛的应用于太阳能电池、触摸屏板、显示器等行业，特别是薄膜太阳能电池，透明导电膜是薄膜太阳能电池结构中重要的组成部分，作为薄膜太阳能的前电极，把光伏作用产生的电荷收集并引导向蓄电池或电器使用，自然要求透明导电膜具有足够低的方块电阻，即较高的电导率；同时由于处于薄膜电池中太阳光首先透过的部分，太阳光需要穿过后才到达PIN结或PN结实现光伏发电，这就要求透明导电膜具有较高的透光率。因此，作为太阳能电池使用的透明导电膜必须同时具备足够低的方块电阻和足够高的太阳光透过率，这一要求可扩展至触摸屏版、显示器等电子信息行业。

太阳能电池的发电效率很大程度上取决于进入太阳能电池内部的太阳光能量，因此，为最大程度的提高薄膜太阳能电池的光电转换效率，必须尽可能提高电池对太阳光的吸收利用，尽可能减少进入薄膜太阳能电池内的太阳光的损失，即增加进入太阳能电池内部的透过率，这就要求在满足方块电阻的前提下，充分提高前电极透明导电膜的太阳光透过率。相对于ITO、FTO，AZO具有更优秀的红外透过率，且其生产原材料储藏量丰富，价格低廉，环境友好，符合可持续发展要求。采用AZO作为薄膜太阳能电池的前电极，满足方块电阻的前提下，可以明显提高近红外、远红外波段的太能能量透过率，有效提高薄膜太阳能电池的光电转化效率，从而在相同时间内得到更多的发电量。

用于薄膜太阳能电池前电极的AZO透明导电膜的工业化生产，多采用物理气相沉积法，特别是磁控溅射技术，无论何种生产技术，首先要求AZO透明导电薄膜具备较低的方块电阻、较高的透光率；同时，由于电池本身对前电极的电阻均匀性要求，则AZO镀膜也必须满足均匀性要求；最后，由于所有的光电功能均以薄膜形式实现，必然要求第一层AZO透明导电膜满足附着力及机械性能要求。当前，工业化AZO透明导电薄膜的生产，一般采用基材加热至300度左右的方法进行镀膜，极大的限制了薄膜沉积所用基材的选用范围，使得很多价格合理的高透明材料不能作为透明导电薄膜的基体运用，也就相应的提高了透明导电薄膜产品的成本和价格，而且更加限制了透明导电薄膜产品的应用范围。并且，在薄膜制备时始终处于高温的状况下，也会促使薄膜沉积所用基材的变形，改变了薄膜沉积所用基体材料的某些物理和化学性能，降低了透明导电薄膜产品的成品率。高温设备的操作也给生产安全带来问题，会留下对生产一线人员生命保护和生产设备维护的不可预知的隐患。同时由于基片需要加热，则要求在设备设计制作过程中不仅要考虑到基材加热的设置，同时还必须配备合理有效的冷却系统。

发明内容

本发明提供一种室温下AZO导电膜的连续式磁控溅射镀膜方法，解决传统AZO导电膜的连续式磁控溅射镀膜过程中需要进行加热，限制了基材的选用范围同时容易导致基材受热变形并且影响镀膜的附着力的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种室温下AZO导电膜的连续式磁控溅射镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对待镀膜的基材进行盘刷、滚刷清洗并进行烘干或者静电除尘，去除待镀膜的基材的镀膜面的杂质，将处理后的待镀膜的基材进行烘干之后送入洁净室；

步骤二，镀膜设备为连续式磁控溅射镀膜设备，靶材为AZO靶材，AZO靶材的纯度为3N以上，将待镀膜的基材从洁净室放入连续式磁控溅射镀膜设备的工艺腔体，对工艺腔体进行抽真空，本底真空度要求优于5×10^-4Pa；

步骤三，向工艺腔体内充入工艺气体，使工艺腔体内气压保持在0.1~0.7Pa，镀膜环境要求空气洁净度达到十万量级，湿度50%以下，温度在16～26℃之间，开启续式磁控溅射镀膜设备的阴极电源，对基材的镀膜面进行溅射镀膜，其中调整连续式磁控溅射镀膜设备镀膜的工艺参数为：靶材溅射功率为1~5w/cm ² ，靶材与基材间的距离为10~25cm，基材传输速度为0.5~3.0m/min。

优选的，步骤二中所述的AZO靶材中用于掺杂的Al₂O₃比例范围在1~3%。

优选的，步骤三中工艺气体为惰性气体。

优选的，步骤三中工艺气体为惰性气体和氧气的混合气体，氧气占所述混合气体的体积含量低于10%。

优选的，所述连续式磁控溅射镀膜设备为阴极磁场成孪生闭合非平衡磁场形式的立式或卧式连续式磁控溅射镀膜设备。