[发明专利]一种绒面透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绒面透明导电薄膜，以石英玻璃为基底，在基底上依次沉积有Pt层、TiO₂薄膜层及FTO薄膜层，形成的FTO/TiO₂/Pt复合薄膜作为薄膜太阳电池的前电极；其制备方法为，在不高于100℃的条件下采用磁控溅射技术，在石英玻璃衬底上沉积Pt层；制备喷涂液A；通过喷雾热解工艺将喷涂液A喷涂在Pt层上得到TiO₂薄膜层，对制备的TiO₂薄膜层进行退火处理，得到缓冲层；制备喷涂液B；通过喷雾热解工艺将喷涂液B喷涂在缓冲层上得到FTO薄膜层，最后退火处理。本发明制备的薄膜与单一的TCO薄膜相比，其雾度明显提高，导电性能良好，光学透过率高，适用于太阳能电池前电极透明导电薄膜的要求。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种绒面透明导电薄膜；本发明还涉及该绒面透明导电薄膜的制备方法。

背景技术

进入21世纪，能源短缺和环境污染问题愈发突出，发展清洁能源势在必行。太阳能作为作为地球上无限可再生的无污染能源，其有效应用引起人们的广泛关注。其中，光伏产业迅猛发展，非晶硅等一系列薄膜太阳能电池以其低成本、性能稳定等优点得到广泛应用。

薄膜太阳能电池是利用光伏原理将太阳辐射能转换为电能的装置。透明导电薄膜作为薄膜太阳电池的前电极，对电池的光电转换效率起到至关重要的作用。为了最大程度的提高薄膜太阳能电池的光电转换效率，要求透明导电前电极具有光学透过率高、电导率高的特点外，还要求对入射光具有较强的散射能力。所以，就要求透明导电薄膜绒面化，使电池内的光线产生漫反射，提高电池对太阳光的吸收利用。

常用的薄膜太阳电池前电极主要有Al掺杂的ZnO(简称AZO)和F掺杂的SnO₂(FTO)薄膜，AZO薄膜的表面制绒通常先制备AZO薄膜，然后采用湿法刻蚀技术制绒，但湿法刻蚀对环境污染严重，而且制绒的均匀性难以保证。FTO这种材料具有较强的耐酸碱腐蚀性，其光电性能较之AZO更稳定，绒面FTO薄膜更适合作为薄膜太阳电池的前电极，提高电池的使用寿命。但FTO薄膜的化学性质稳定，难以采用湿法刻蚀制绒。如果能在玻璃基板上直接生长具有金字塔形貌的FTO薄膜，不仅实现了FTO薄膜的表面制绒，而且避免了湿法刻蚀带来的环境污染问题。具有C轴取向性生长的FTO薄膜，表面呈现金字塔形貌，然而在非晶玻璃基底上极难生长出取向较好的沿C轴生长的薄膜。所以，FTO薄膜的表面制绒一直制约着其在薄膜太阳电池领域的广泛使用，并有被绒面AZO薄膜取代的趋势。

因此，开发一种具有高光学透过率、高雾度、低电阻、物化性质稳定、绒面的透明导电薄膜及其制备方法已成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种绒面透明导电薄膜，解决了现有技术中FTO薄膜难以实现有效制绒的问题。

本发明的另一目的是提供该绒面透明导电薄膜的制备方法，其制备工艺简便，易实现。

本发明所采用的技术方案是，一种绒面透明导电薄膜，以石英玻璃为基底，在基底上依次沉积有Pt层、TiO₂薄膜层及FTO薄膜层，形成的FTO/TiO₂/Pt复合薄膜作为薄膜太阳电池的前电极。

本发明的特征还在于，

Pt层的厚度为5nm～9nm，TiO₂薄膜层的厚度为50nm～110nm，FTO薄膜层的厚度为400nm～650nm。

本发明所采用的另一技术方案是，一种绒面透明导电薄膜的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，在不高于100℃的条件下采用磁控溅射技术，在石英玻璃衬底上沉积Pt层；

步骤2，制备喷涂液A；