[发明专利]一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种薄膜太阳能电池，特别涉及一种透明导电膜的制备方法，具体来说是一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法。

背景技术

目前导电性和透光性都较好的透明薄膜材料有ITO(掺锡氧化铟)透明导电膜、FTO(掺氟氧化锡)透明导电膜，它们在可见光波长范围内都具有良好的透光性。然而它们也有各自的缺陷，ITO的制备成本高；基板尺寸小；有毒；高温下电阻率增加快。FTO则存在电阻大；通过率偏低的缺点。

非晶硅太阳能电池的可见光和太阳光红外波段吸收效率低，而 Ag纳米颗粒在红光部分吸收性不佳，不能适应薄膜太阳能电池制备的产业化需要。

银纳米三角形片则具有较强表面等离子共振行为，有更好的红外吸收特性，共振吸收峰与三角形的尺寸、形貌密切相关。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，所述的这种薄膜太阳能电池前电极的制备方法解决了现有技术中的薄膜太阳能电池前电极三角形片的形貌不可控、均一性不佳、对可见光和红外光的吸收效果不佳的技术问题。

本发明提供了一种薄膜太阳能电池前电极的制备方法，包括以下步骤：

1)一个制备AZO薄膜的步骤，以载玻片作为衬底，烘干后放入磁控溅射反应室，采用射频磁控溅射方法在载玻片上生长第一层AZO薄膜，溅射时腔体的温度为室温，溅射压强为1~5×10^-4Pa，溅射气氛为氩气氛围，溅射薄膜的厚度为30~50nm，溅射功率为100w~120w，溅射时间为10~20min；

2）一个制备银纳米棒水溶液的步骤，在一个反应容器中加入低分子醇，然后将14~18g/L的硝酸银溶液、封端剂与溴化物的混合溶液加入到上述的反应容器中，在所述的封端剂与溴化物的混合溶液中，溶剂为低分子醇，所述的封端剂的浓度为14~18g/L，所述的溴化物的浓度为1.3~1.5 g/L，所述的低分子醇、硝酸银溶液和封端剂与溴化物的混合溶液的体积比为5.5~6:3:3，在170℃以下的温度条件下搅拌进行回流反应，获得银纳米棒胶体溶液，再经离心清洗，溶入水中，超声分散后得到银纳米棒水溶液；

3）一个制备银纳米三角形片的步骤，将获得的银纳米棒水溶液作为银源，溶入水溶液中，所述的银纳米棒水溶液与水的体积比为1:7~9，加入氧化剂与封端剂，室温条件下搅拌进行反应，所述的氧化剂、封端剂和银纳米棒水溶液的体积比为1:2~4:28~32，所述的氧化剂的质量百分比浓度为20~40%，所述的封端剂的浓度为60~90mmol/L，反应8~15min后，再加入还原剂继续反应，所述的还原剂的浓度为80~120 mmol/L，所述的还原剂和和银纳米棒水溶液的体积比为1:10`15，得黄色溶液，再向黄色溶液中滴加氧化剂，直至溶液颜色变为蓝色溶液，即为银纳米三角片水溶液，再经离心、洗涤，蒸发除去水，干燥后得到银纳米三角形片；

4）一个旋涂的步骤，将上述的银纳米三角形片充分溶解在异丙醇溶液中，利用旋涂机将上述的溶液均匀旋涂在步骤1）获得的AZO薄膜的表面，制备得到具有AZO薄膜层和银纳米三角形薄膜层的复合层样品；

5）将所述步骤制得的复合层样品放入恒温干燥箱内，使样品充分干燥，然后再用射频磁控溅射方法，在上述复合层样品的银纳米三角形薄膜层表面另外一个侧面上生长第二层AZO薄膜，形成AZO/Ag/AZO三层膜结构，溅射时腔体的温度为室温，溅射压强为1~5×10^-4Pa，溅射气氛为氩气氛围，溅射薄膜的厚度为30~50nm，溅射功率为100w~120w，溅射时间为10~20min，最终得到薄膜太阳能电池前电极。

进一步的，在步骤1）中，先将载玻片清洗干净。

进一步的，氩气的流量为8~20sccm。

进一步的，所述无水低分子醇优选采用乙二醇；所述溴化物优选NaBr；优选在155℃的温度条件下搅拌进行回流反应。

进一步的，所述氧化剂优先选用过氧化氢，封端剂优先选用聚乙烯基吡咯烷酮均聚物，还原剂优先选用硼氢化钠。