柔性衬底上铝背电极制备及相关特性研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------柔性衬底上铝背电极制备及相关特性研究第５１卷第２期２０１１年３月大连理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ　ｙｇｙ　Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．２Ｍａｒ．２０１１（）文章编号：１０００８６０８２０１１０２０２１００５－－－，，，，２，岳红云１，　吴爱民＊１２，　冯煜东３，　胡　娟１２，

2、　张学宇１２，　李廷举１２（大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连　１１．１６０２４；大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室，辽宁大连　１２．１６０２４；中国空间技术研究院兰州物理所，甘肃兰州　７３．３００００）摘要：采用射频磁控溅射技术在聚酰亚胺柔性衬底上制备硅基薄膜太阳能电池用铝背电极，研究了不同溅射功率和工作气压条件对铝电极薄膜性能的影响．利用原子力显微镜分析表征了薄膜的表面形貌和粗糙度，薄膜的——————————————————————————————————————--------------

3、----------------------------------------------------------------------------------电学性能和光学性能分别采用四探针测量仪和紫外可见近红外分光光度计进行分析表征．测试结果表明：随着溅射功率的增加，薄膜表面均方根漫反射率提高，薄膜的最高平均漫反射率高达７同时薄膜电阻率降低．粗糙度迅速增加，０％；工作气压为０．综合考虑薄膜的５Ｐａ时所制备的薄膜具有较低的电阻率和良好的漫反射率．电学性能与光学性能，薄膜的最佳制备条件为溅射功率３工作气

4、压０．００～４５０Ｗ、５Ｐａ．关键词：薄膜太阳能电池；柔性衬底；背电极；反射光谱中图分类号：ＴＮ３０４．２文献标志码：Ａ０　引　言能源危机和环境污染一直是困扰人类生活和阻碍经济发展的重大问题，这也使得各种新能源的开发与利用成为人们研究的热点．尤其是随着人类社会对环境保护意识的增强，加大力度开发和利用清洁、无毒、可再生能源成为科研界和产业目前太阳能电池的高制造成界关心的重要课题．本是阻碍其广泛应用的主要因素，而薄膜硅太阳能电池在降低成本方面比晶体硅太阳能电池有更大优势，不但节省原材料，还可以使用廉价衬底．因此

5、，近几年来薄膜太阳能电池一直是全球的研１、２］使用柔性衬底的太阳能电池可以实究热点［．为保证硅薄膜太阳能电池有较高的转换效率，电池背电极应具有——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------低的电阻率、高的反射率及５～７］好的陷光结构等特点［铝电极则是既廉价又．可以满足上述条件的金属电极之一

6、，常用的制备方法有电阻蒸发法、电子束蒸发法和磁控溅射法８～１０］等［蒸发法与磁控溅射法相比，最大的缺点．是薄膜和基片的结合较差、工艺重复性也不好；而用磁控溅射法制备的薄膜除具有好的结合力和重复性外，还具有薄膜纯度高、致密性好、膜厚可控制等优点，近年来该技术已成为沉积金属、半导体１１、１２］及陶瓷薄膜等应用最广泛的技术之一［而目．前对具有陷光结构的柔性太阳能电池背电极报道很少，本实验采用射频磁控溅射法在聚酰亚胺柔性衬底上沉积金属铝电极，考察不同沉积工艺条件对铝薄膜电极沉积速率、表面形貌、电性能及光学性能的影响

7、规律，制备适合柔性硅基薄膜太阳能电池使用的金属背电极．）现卷对卷（的连续生产工艺，从而缩短ｒｏｌｌｔｏｒｏｌｌ－－生产周期、降低组件制造成本．此外采用柔性衬底，也使得太阳能电池的应用更加广泛，也更容易３、４］实现与建筑的一体化［然而，柔性衬底一般为．不透明或半透明的材料，硅薄膜不能使用常规的而必须先在柔性衬底上沉积金属ｉｎ沉积顺序，－－ｐ——————————————————————————————————————------------------------------------------------

8、------------------------------------------------背电极，再按ｎｉ－－ｐ的顺序沉积硅薄膜．１　实验器材与工艺参数本实验所有样品均采用射频磁控溅射法在室；收稿日期：２００９１００４２０１１０１２０．－－　修回日期：－－；表面工程技术国家级重点实验室基金资助项目基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金资助项目（２００６１１ＡＡ０３）（）９１４０Ｃ５４０１０５０８０Ｃ５４０