[发明专利]一种铌掺杂二氧化钛透明导电膜的制备方法

摘要

本发明公开一种铌掺杂二氧化钛透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：（1）制备TiO2与Nb2O5共掺的氧化物陶瓷靶材，（2）磁控溅射法制备铌掺杂二氧化钛透明导电膜；本方法制备的铌掺杂二氧化钛透明导电膜载流子浓度大为增加，薄膜导电性能更好，折射率达2.4～2.7，比ITO、AZO高，与薄膜硅材料折射率更为匹配，有利于减小光线在两介质界面传输的损失，增加光线的透过率和电池对光的吸收率，提高电池光电转换效率，适用于硅基薄膜太阳能电池的前电极，尤其是非晶硅/微晶硅叠层电池的前电极，比ITO、FTO、AZO在高还原性气体的气氛中更为稳定，不会被还原而影响其性能，从而保持了透明导电膜作为前电极的光电性能。

主权项

一种铌掺杂二氧化钛透明导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备TiO2与Nb2O5共掺的氧化物陶瓷靶材以TiO2、Nb2O5的分析纯粉末为主要原料，纯度为4N～5N，按照TiO2与Nb2O5的质量比为（5～12）：1配料，混合后放入高温硅钼炉中预烧4～5小时，预烧温度为820～850℃；预烧完成的粉末冷却至室温后加入聚乙烯醇聚合剂，以对粉末进行造粒，接着用粉末压片机进行压片，压制成厚度为3～5mm、直径为40～50mm的靶材圆片；然后将制成的靶材圆片放入硅钼炉中进行烧结，烧结温度为1350～1380℃，保温时间为3～4小时，接着冷却至室温，制得TiO2与Nb2O5共掺的氧化物陶瓷靶材；（2）磁控溅射法制备铌掺杂二氧化钛透明导电膜采用磁控溅射工艺，以步骤(1)中制备的氧化物陶瓷靶作为磁控溅射的靶材，制备铌掺杂二氧化钛透明导电膜，其中溅射功率密度为3.5～5.5W/cm2，溅射所用的衬底为钠钙硅玻璃，溅射衬底温度为550～650℃，溅射工艺压强为0.8～1.2Pa，靶材与基片的距离为3～5cm，溅射背景压强为3×10‑4～1×10‑4Pa，溅射过程中除工作气体氩气外还通入反应气体，溅射时间为15～20分钟，制备完成后，将薄膜在450～500℃的温度下退火，至此，完成铌掺杂二氧化钛透明导电膜的制备。