一种缺氮的亚氮化钛薄膜、其制备方法及其在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用

摘要

本发明公开了一种缺氮的亚氮化钛薄膜、其制备方法及其在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，将基底清洗干净；将基底放入样品架上，以纯Ti靶为原材料，采用直流反应磁控溅射制备工艺；在溅射过程中腔室内通入高纯N

说明书

技术领域

本发明涉及一种先进光伏材料在新型光伏器件中的研究，其制备方法及其对晶硅太阳电池的应用，属于高效晶硅太阳能电池的制备方法和晶硅钝化接触复合材料科学技术领域。

背景技术

自从1954年贝尔实验室制作出第一个有实际应用价值的晶体硅基太阳能电池以来，钝化接触一直是限制晶硅太阳能电池转换效率的一个非常重要的因素。普通氮化钛(TiN

虽然部分研究者已经证明了TiN

针对上述技术存在的难题，寻找一种简单易行的制备方法获得TiN

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种缺氮的亚氮化钛薄膜、其制备方法及其在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，其成本低、制备条件温和、适合大规模生产。在低压、常温环境下，采用直流反应磁控溅射法，使用纯Ti靶材，以高纯氮气(N

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，采用直流反应磁控溅射制备工艺，并保持低压下制备缺氮的TiN

步骤1：将基底清洗干净后备用；基底采用玻璃、硅片或石英片；

步骤2：将基底放入直流磁控溅射真空腔室中样品架上，采用纯度不低于99.97％的纯 Ti靶材作为溅射源，利用真空抽气系统使得真空腔室的本底真空度不大于3×10

步骤3：向直流磁控溅射真空腔室中通入纯度不低于99.999％的高纯N

步骤4：在直流磁控溅射真空腔室中起辉后，将压强调整到溅射气压，所述的溅射气压为0.5～1.0Pa；在室温下制备出非化学配比的TiN

优选地，在所述步骤1中，当选玻璃作为基底时，先使用丙酮、乙醇、去离子水分别超声至少10分钟，然后利用氮气吹干，干燥清洗处理后的玻璃应保证无划痕和灰尘。

优选地，在所述步骤2中，所述纯Ti靶材应无靶材中毒现象，至少需要保证靶材表面无白色附着物或密布针状放电痕迹。

优选地，在所述步骤2中，溅射源与样品架的靶基距不大于60mm。

优选地，在所述步骤4中，N

优选地，在所述步骤4中，所制备的TiN

优选地，在所述步骤4中，所制备的TiN

优选地，在所述步骤4中，所制备的TiN

一种缺氮的亚氮化钛薄膜，其特征在于：利用本发明缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法制备而成。

一种缺氮的亚氮化钛薄膜在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，利用本发明缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法制备缺氮的TiN

优选地，本发明缺氮的亚氮化钛薄膜在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，所述单晶硅太阳能电池器件包括n型Si衬底，在n型Si衬底的正面依次向外设置有超薄a-SiO

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明以纯Ti靶和高纯N

2.本发明将TiN

3.本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例一TiN

图2为本发明实施例一中不同压强下TiN

图3为本发明实施例一中不同压强下得到的TiN

图4为本发明实施例一中不同压强下得到的TiN

图5为本发明实施例一SiO

图6为本发明实施例二中非化学配比的TiN

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例一

在本实施例中，如图1所示，一种缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法，采用直流反应磁控溅射制备工艺，并保持低压下制备缺氮的TiN

步骤1：将玻璃基底使用丙酮、乙醇、去离子水分别超声10分钟，氮气吹干后备用；干燥清洗处理后的玻璃应保证无划痕和灰尘；

步骤2：将基底放入直流磁控溅射真空腔室中样品架上，采用纯度不低于99.97％的纯 Ti靶材作为溅射源，利用真空抽气系统使得真空腔室的本底真空度不大于3×10

步骤3：向直流磁控溅射真空腔室中通入纯度为99.999％的高纯N

步骤4：在直流磁控溅射真空腔室中起辉后，将压强调整到溅射气压，所述的溅射气压为0.5～1.0Pa；在室温下制备出非化学配比的TiN

在本实施例中，不同溅射气压下得到的TiN

为了揭示TiN

表1.本发明实施例TiN

在表1中可发现，在0.5Pa溅射压强的条件下制备的TiN

实施例二

在本实施例中，参见图5，一种缺氮的亚氮化钛薄膜在制备单晶硅太阳能电池器件中的应用，利用上述实施例缺氮的亚氮化钛薄膜的制备方法制备缺氮的TiN

在本实施例中，为了验证TiN

当改变TiN

本发明上述实施例TiN

上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。