[发明专利]一种多层背电极、薄膜太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多层背电极的制备方法，包括：在基底的一侧表面镀制第一钼层，镀制过程中控制气压由第一气压值连续下降至第二气压值；在第一钼层的表面镀制第二钼层，镀制过程中控制气压保持在第二气压值；在第二钼层的表面镀制第三钼层，镀制过程中控制气压由第二气压值连续升高至第三气压值。本发明通过在镀制背电极膜层即钼薄膜的不同阶段，使用不同的气压，通过控制气压连续变化，优化了背电极膜层的结构，降低了背电极膜层的应力，同时减少了背电极膜层的界面差异，提高了耐高温性能；通过引入高气压的第三钼层，提高了背电极膜层的表面粗糙度，降低了反射率，实现了表面陷光效应，提高了光吸收效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种多层背电极、薄膜太阳能电池及其制备方法。

背景技术

一般地,具有高转换效率的CIGS薄膜电池通常选用普通钠钙玻璃或柔性材料作为基底,用磁控溅射法在其上沉积一层Mo薄膜作为背电极层。大量研究结果表明，磁控溅射制备Mo薄膜时，溅射气压极大地影响了薄膜的性质，通常，在高气压下制备的薄膜疏松多孔，电阻率较高但附着力优异，同时薄膜呈张应力；而在低气压下制备的薄膜致密，导电性好但附着力较差，通常呈压缩应力。

现有技术中通常采用“高气压/低气压”的双层背电极结构，但是，该双层结构的背电极结构存在如下缺陷：

1、因低气压钼层较厚(＞300nm)，通常会在背电极膜层中引入较大的残余应力。

2、在镀制吸收层的高温环境中，背电极膜层将受到热应力作用，导致背电极膜层出现孔洞或开裂等缺陷。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种多层背电极、薄膜太阳能电池及其制备方法，该多层背电极的制备方法通过在镀制背电极膜层的不同阶段，使用不同的气压，通过控制气压连续变化，优化了背电极膜层的结构，降低了背电极膜层的应力；同时，在第一钼层和第三钼层的镀制过程中，控制气压连续变化，减少了第一钼层、第三钼层与第二钼层之间的界面差异，提高了背电极膜层的耐高温性能；采用该多层背电极的制备方法制备的背电极膜层，其中第三钼层为高气压层，通过引入高气压的第三钼层作为表面层，提高了背电极膜层的表面粗糙度，降低了反射率，实现了表面陷光效应，提高了光吸收效率。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种多层背电极的制备方法，包括：在基底的一侧表面镀制第一钼层，镀制过程中控制气压由第一气压值连续下降至第二气压值；在所述第一钼层的表面镀制第二钼层，镀制过程中控制气压保持在第二气压值；在所述第二钼层的表面镀制第三钼层，镀制过程中控制气压由第二气压值连续升高至第三气压值。

进一步，所述第一气压值的范围为1.0-3.0Pa；和/或所述第二气压值的范围为0.05-0.5Pa；和/或所述第三气压值的范围为0.5-3.0Pa。

进一步，所述第一钼层的厚度范围为10-300nm；和/或所述第二钼层的厚度范围为100-500nm；和/或所述第三钼层的厚度范围为0-200nm。

进一步，所述第一钼层、所述第二钼层和所述第三钼层采用磁控溅射法镀制

进一步，所述在基底的一侧表面镀制第一钼层的步骤之前，还包括：清洗所述基底；控制本底真空度至低于预设真空度；对所述基底进行加热烘烤，去除水汽。

进一步，所述预设真空度为5.0E-4Pa。

根据本发明的另一个方面，提供一种多层背电极，采用上述所述的制备方法制备得到，包括：依次层叠设置的第一钼层、第二钼层和第三钼层。

进一步，所述第一钼层的厚度范围为10-300nm；和/或所述第二钼层的厚度范围为100-500nm；和/或所述第三钼层的厚度范围为0-200nm。