[发明专利]金刚石保护层结构的柔性衬底薄膜太阳能电池及制备方法

摘要

本发明涉及金刚石保护层结构的柔性衬底的薄膜太阳能电池制备方法，聚酰亚胺柔性衬底上依沉积金刚石绝缘保护薄膜、ITO透明导电薄膜、P型InxGa1‑xN量子阱本征晶体薄膜、I型InxGa1‑xN量子阱本征晶体薄膜、N型InxGa1‑xN量子阱本征晶体薄膜、ITO透明导电薄膜以及金属Ag电极，此柔性太阳能电池最大的特点是重量轻、携带方便、不易粉碎，其重量比功率和体积比功率较其它种类的电池高几个数量级。具有很好的柔性，改变了I层材料和结构，引入具有带隙可调的InxGa1‑xN量子阱本征晶体薄膜作为I层，InxGa1‑xN材料具有稳定好，耐腐蚀且具有隧穿势垒以及低的光损系数，提高了电池的转化效率。采用金刚石作为保护绝缘层，抗腐蚀性进一步增强了，大大延长了薄膜太阳能电池的使用寿命。

主权项

一种金刚石保护层结构的柔性衬底薄膜太阳能电池制备方法，其特征在于，在聚酰亚胺柔性衬底上依沉积金刚石绝缘保护薄膜、ITO透明导电薄膜、P型InxGa1‑xN量子阱晶体薄膜、I型InyGa1‑yN量子阱本征晶体薄膜、N型InzGa1‑zN量子阱晶体薄膜、ITO透明导电薄膜以及金属Ag电极，其中x，y，z的取值为0～1；在聚酰亚胺柔性衬底上依沉积金刚石绝缘保护薄膜，将聚酰亚胺柔性衬底先用离子水超声波清洗5分钟后，用氮气吹干送入磁控溅射反应室，在8.0×10‑4Pa真空的条件下，沉积制备金刚石保护薄膜，其工艺参数条件是：氢气与甲烷作为混合气体反应源，其氢气与甲烷流量比10:1，衬底温度为100℃～500℃，沉积时间为30分钟至50分钟；采用磁控溅射在聚酰亚胺柔性衬底/金刚石绝缘保护薄膜上制备ITO基透明导电薄膜；其工艺参数条件是：氧气作为气体反应源，其氧气流量为10～20sccm，反应溅射铟金属靶材的纯度为99.99％，聚酰亚胺柔性衬底/金刚石绝缘保护薄膜结构衬底温度为50℃～150℃，沉积时间为3～10分钟。