[发明专利]一种改善透明导电氧化物ITiO薄膜性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池领域，具体涉及一种改善太阳能电池用透明导电氧化物ITiO 薄膜性能的方法。

背景技术

透明导电氧化物薄膜由于其良好的电学和光学性能，被广泛用于半导体和光伏行 业，如液晶显示器、发光二极管、太阳能电池等。在太阳电池中，包括硅基薄膜电池、a～Si: H/c～Si异质结太阳电池和CIGS薄膜电池等，透明导电氧化物(TCO)作为太阳电池的前后电 极，需要具备高的电子迁移率、低的载流子浓度和电池响应波段范围内(300～1200nm)高的 透过率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

常见的TCO薄膜材料的制备方法有化学气相沉积法、磁控溅射法、离子束沉积等。 这些方法中，磁控溅射由于具有良好的可控性、高的沉积速率和易于获得大面积均匀性薄 膜而被广泛运用于研发和生产制程中。磁控溅射透明导电氧化物ITiO的光学和电学性能强 烈的依赖于沉积过程中的基板温度、溅射压强、气体流量和溅射功率等工艺参数，其中氧、 氢含量是影响ITiO薄膜性能的重要工艺参数之一。

因此如何通过工艺条件的优化同时获得高透过率和高电导率的ITiO薄膜，并将其 应用于光伏器件的透明电极成为我们急需解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改善透明导电氧化物ITiO薄膜透过率和 导电性能的制备方法。

本发明一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，包括以下步骤：

a、ITiO薄膜沉积前预处理：在沉积设备中通入背景气体，大于20min后停止通入背 景气体，将沉积设备抽真空，使设备真空度为8*10^-4～8*10^-2Pa；

b、ITiO薄膜沉积：将镀膜基板放入a步骤抽真空后的沉积设备中，采用溅射法沉积 ITiO薄膜，溅射气体为Ar和O₂；

其中，沉积压强为0.2～0.7Pa，沉积温度为25～300℃；溅射功率密度为0.5～5W/ cm²；

c、ITiO薄膜沉积后处理：将b步骤沉积得到的ITiO薄膜在150～300℃下进行退火 处理，即得改善后的透明氧化物ITiO薄膜。

进一步，作为更优选的技术方案，上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的 方法，其中a步骤中利用真空泵对沉积设备抽真空至其真空度为7×10^-3Pa。

上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，其中a步骤中所述背景气体 为大气、压缩空气、水蒸气或氢气中至少一种。

上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，其中b步骤中镀膜基板为玻 璃基底、塑料膜基底、硅基薄膜太阳电池、a-Si:H/c-Si异质结太阳电池、CIGS薄膜太阳电池 中的一种。

上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，其中b步骤中溅射源为直流、 中频或射频中的一种。

上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，其中b步骤中溅射气体按照 体积比，Ar:O₂＝250:1～25:1。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能 的方法，其中b步骤中溅射气体优选按照体积比，Ar:O₂＝25:1。

上述所述一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，其中c步骤中退火处理为大 气退火、真空退火、N₂退火、Ar气退火或H₂退火中的一种。

本发明一种改善透明氧化物ITiO薄膜性能的方法，该方法是在溅射透明导电氧化 物ITiO薄膜之前通入一定量的背景气体，以改善透明导电氧化物ITiO薄膜的光学和电学性 能，本发明方法简单，可以有效改善薄膜的透过率和导电率。

附图说明

图1为实施例1与对比例1处理后的ITiO薄膜透过率曲线；(其中，ITiO优化前为对 比例1的处理，ITiO优化后为实施例1的处理)