一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法技术

本发明专利技术提供一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法，能够长时间有效地抑制AlSb薄膜太阳能电池潮解。包括一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法，包括以下步骤：S1、采用磁控溅射方法在真空室内将AlSb薄膜沉积在FTO衬底上；S2、保持步骤S1得到的样品在真空环境中，在AlSb薄膜上沉积Ni金属薄膜层；S3、步骤S2完成后，将样品从真空室中取出，放置在培养皿内，立即将准备好的丙烯酸树脂溶液喷涂反复改在Ni金属薄膜层上，静置等待丙烯酸树脂溶液干燥成膜；S4、将步骤S3中得到的FTO/AlSb/Ni/丙烯酸树脂重新放置到磁控溅射真空室中，常温下沉积第二层Ni金属薄膜；丙烯酸树脂由全氟烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸烷基酯制备而成。基丙烯酸烷基酯制备而成。基丙烯酸烷基酯制备而成。

【技术实现步骤摘要】
一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法


[0001]本专利技术涉及薄膜太阳能电池加工领域，尤其涉及一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和居民生活水平的提高，对能源的需求量日益增大。由于传统化石燃料伴随的污染以及不可再生的原因，寻找可持续发展的清洁能源已经迫在眉睫。太阳能具有电池清洁无污染，循环可再生的特点，在能源领域具有广阔前景。
[0003]理想的太阳能电池需要具备四个基本要求：（1）半导体材料的禁带在1.0~1.7eV；（2）较高的理论光电转换效率；（3）材料环保无污染；（4）材料便于工业化生产且性能稳定。
[0004]太阳电池发展至今，已经经历了以晶硅为代表的第一代太阳电池，以碲化镉、铜铟镓硒薄膜太阳电池为代表的第二代太阳电池和以钙钛矿为代表的第三代太阳电池。相较于前三代太阳能电池生产成本高、材料本身含重金属和工业生产性能不稳定的缺陷，锑化铝(AlSb)材料其能隙带宽1.62 eV，理论光电转换效率27%以上，AlSb材料元素及化合物对环境友好。但由于AlSb多晶薄膜与空气中的水汽接触容易发生潮解，限制了AlSb的广泛应用。
[0005]现有技术中使用机薄膜和金属薄膜交替沉积形成多层保护薄膜的技术抑制了锑化铝薄膜的潮解，但有机薄膜在使用过程中容易老化，使用寿命低，不能长期有效地起到防潮解的作用。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法，能够长时间有效地抑制AlSb薄膜太阳能电池潮解。
[0007]具体地，包括一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法，包括以下步骤：S1、采用磁控溅射方法在真空室内将AlSb薄膜沉积在FTO衬底上；S2、保持步骤S1得到的样品在真空环境中，在AlSb薄膜上沉积Ni金属薄膜层；S3、步骤S2完成后，将样品从真空室中取出，放置在培养皿内，立即将准备好的丙烯酸树脂溶液喷涂覆盖在Ni金属薄膜层上，静置等待丙烯酸树脂溶液干燥成膜；S4、将步骤S3中得到的FTO/AlSb/Ni/丙烯酸树脂重新放置到磁控溅射真空室中，常温下沉积第二层Ni金属薄膜；丙烯酸树脂由全氟烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸烷基酯制备而成。
[0008]进一步地，丙烯酸树脂的合成方法包括以下步骤S11、按比例加入丙酮和乳化剂，搅拌升温至75℃，其中丙酮质量分数占总量的30%，乳化剂选自由全氟壬氧基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚体积比1:1的混合溶液，质量分数为单体总质量的5%；S12、滴加全氟烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸烷基酯的混合溶液，其中全氟烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸烷基酯的质量比为75:25，并搅拌0.5 h；
S13、缓慢滴加过硫酸铵的水溶液，使加入的过硫酸铵的质量分数为单体总质量的1.5%，滴加完毕后，持续搅拌，并维持温度在75℃反应5小时，即得。
[0009]在一些实施方式中，所述全氟烷基丙烯酸酯选自CH2=CHCOO(CH2)
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CF3和CH2=CHCOO(CH2)
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CF3中的一种，甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸十二酯和甲基丙烯酸十八酯中的一种。
[0010]在一些实施方式中，全氟烷基丙烯酸酯选自CH2=CHCOO(CH2)
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CF3，甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸十八酯。
[0011]本专利技术的有益效果，现有技术中使用普通丙烯酸酯作为抑制潮解，申请人在后续研究中发现，在太阳能电池的实际使用中，表面温度有时会达到50℃，有时甚至会达到60℃，在温度升高时，在水和氧气的存在下，金属Ni会与丙烯酸酯中的双键发生反应，加速丙烯酸酯的老化，本专利技术选用合适碳链长度的全氟烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸烷基酯制备的到的丙烯酸酯，增加金属Ni与丙烯酸酯中双键的空间位阻，同时含氟的一端增加丙烯酸酯的疏水性，大大增加了丙烯酸酯对AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制能力。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为玻璃衬底上锑化铝薄膜及多层防护薄膜制备的工艺流程；图2为不锈钢衬底上锑化铝薄膜及多层防护薄膜制备的工艺流程。
具体实施方式
[0014]提供下述实施例进一步阐述本专利技术，但不应认为其将本专利技术限制在实施例所述的细节。
[0015]玻璃衬底上锑化铝薄膜及多层防护薄膜制备的工艺流程，参考图1：S1、采用磁控溅射方法在真空室内将AlSb薄膜沉积在FTO玻璃衬底上，其中衬底温度400℃、沉积气压0.4Pa、溅射功率60W，薄膜厚度2000nm，磁控溅射方式为直流模式；S2、保持步骤S1得到的样品在真空环境中，在AlSb薄膜上沉积Ni金属薄膜层，其中衬底温度400℃、沉积气压0.4Pa、溅射功率60W，薄膜厚度2000nm，磁控溅射方式为直流模式；S3、步骤S2完成后，将样品从真空室中取出，放置在培养皿内，立即将准备好的丙烯酸树脂溶液喷涂覆盖在Ni金属薄膜层上，静置等待丙烯酸树脂溶液干燥成膜；S4、将步骤S3中得到的FTO/AlSb/Ni/丙烯酸树脂重新放置到磁控溅射真空室中，常温下沉积第二层Ni金属薄膜，其中衬底温度25℃、沉积气压0.5Pa、溅射功率60W，薄膜厚度1000nm，磁控溅射方式为直流模式。
[0016]其中，丙烯酸酯溶液是一种透明可自由流动的液体，当其自然干燥之后，形成一层透明的水汽阻隔薄膜。自由流动的丙烯酸树脂溶液可以把锑化铝和衬底之间的缝隙，包括锑化铝薄膜的侧面，都可以完全覆盖，水汽无法从侧面入侵，更加全面保护了锑化铝薄膜。
丙烯酸树脂薄膜也可以填补金属层的针孔缺陷，阻挡水汽渗透的路径。
[0017]因此，Ni
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1/acrylic resin/Ni
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2多层薄膜作为水汽阻隔薄膜与FTO玻璃衬底一起将锑化铝薄膜与空气中的水汽隔离，阻止空气中的水分与锑化铝接触，起到保护锑化铝的作用。其中Ni
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1为第一金属镍薄膜，Ni
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2为第二金属镍薄膜，acrylic resin为树脂薄膜。
[0018]不锈钢柔性衬底上锑化铝薄膜及多层防护薄膜制备的工艺流程，参考图2：S1、采用磁控溅射方法在真空室内，在不锈钢柔性衬底上沉积一层Ni金属薄膜，其中衬底温度500℃、沉积气压0.4Pa、溅射功率60W，薄膜厚度2000nm，磁控溅射方式为射频模式；S2、保持步骤S1得到的样品在真空环境中，采用磁控溅射方法沉积AlSb薄膜，其中衬底温度500℃、沉积气压0.4Pa、溅射功率150W，薄膜厚度900nm，磁控溅射方式为直流模式；S3、步骤S2完成后，将样品从真空室中取出，放置在培养皿内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AlSb薄膜太阳能电池潮解抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用磁控溅射方法在真空室内将AlSb薄膜沉积在FTO衬底上；S2、保持步骤S1得到的样品在真空环境中，在AlSb薄膜上沉积Ni金属薄膜层；S3、步骤S2完成后，将样品从真空室中取出，放置在培养皿内，立即将准备好的丙烯酸树脂溶液喷涂覆盖在Ni金属薄膜层上，静置等待丙烯酸树脂溶液干燥成膜；S4、将步骤S3中得到的FTO/AlSb/Ni/丙烯酸树脂重新放置到磁控溅射真空室中，常温下沉积第二层Ni金属薄膜；所述丙烯酸树脂由全氟烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸烷基酯制备而成。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S1中磁控溅射参数为：衬底温度400℃、沉积气压0.4Pa、溅射功率60W，薄膜厚度2000nm，磁控溅射方式为直流模式。3.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S2中磁控溅射参数为：衬底温度400℃、沉积气压0.4Pa、溅射功率60W，薄膜厚度2000 nm，磁控溅射方式为直流模式。4.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S4中磁控溅射参数为：衬底温度25℃、沉积气压0.5Pa、溅射功率60W，薄膜厚度1000nm，磁控溅射方式为直流模式。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎敏强，黎兵，熊小勇，李秀玲，高凤英，曾广根，李卫，冯良桓，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：