CN105855710B - 一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，先在玻璃基底上溅射ITO导电薄膜，在ITO导电薄膜表面溅射Au膜，再将玻璃基底固定在三坐标工作台上，三坐标工作台和加工光路系统配合，调节皮秒激光器的输出激光参数，辐照Au膜和ITO薄膜，设定三坐标工作台垂直向运动速度，到达设定位置后，水平向移动，之后于垂直向反方向运动，如此反复，加工路径为一条条首尾相接的线段，从而制作出均匀的大面积周期波纹结构，本发明制作的结构提升了薄膜太阳能电池的发电效率。

Description

一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法
技术领域
本发明属于微制造技术领域，具体涉及一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法。
背景技术
近年来，ITO薄膜技术被应用到新型太阳能电池制造领域，成为太阳能电池技术发展的一个主要方向。而在ITO表面制作大面积的周期结构，可以改变薄膜的透光率，从而提升太阳能电池的发电效率。皮秒激光作为超快加工方法，辐照在薄膜材料表层可以制造出大面积的均匀周期性结构，从而改变薄膜性能，但是由于ITO薄膜材料透光性强，需较大功率的激光作用，而皮秒激光光束的能量呈高斯分布，薄膜中间部分极易被烧蚀，出现纳米波纹遭到破坏，产生缺陷，从而降低ITO薄膜导电性，影响太阳能电池发电。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，在ITO上生成均匀完整的表面周期结构，从而提升薄膜太阳能电池的发电效率。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，包括以下步骤：
1)先在玻璃基底1上溅射一层240nm厚的ITO导电薄膜2，然后在ITO导电薄膜2表面溅射一层均匀的20nm厚的Au膜3；
2)将溅射有Au膜3和ITO导电薄膜2的玻璃基底1固定在三坐标工作台4上，三坐标工作台4和加工光路系统配合，加工光路系统包括皮秒激光器6，皮秒激光器6输出的激光经反射镜7反射后，再依次经过快门8、小孔光阑9、聚焦透镜10后能够垂直照射在Au膜3上，皮秒激光器6、快门8和三坐标工作台4通过与计算机5相连接进行控制；
3)先调节皮秒激光器6的输出激光波长为532nm，重频1KHz，脉宽10ps，再使激光功率在1-3mw之间，通过小孔光阑9调节通光孔，快门8控制加工过程的进行，再通过焦距为200mm的聚焦透镜10使光束聚焦；
4)利用调节好的皮秒激光辐照玻璃基底1上的Au膜3和ITO薄膜2，设定三坐标工作台4垂直向运动速度为0.05-3mm/s，到达设定位置后，水平向移动50μm，之后于垂直向反方向运动，如此反复，加工路径为一条条首尾相接的线段，从而制作出均匀的大面积周期波纹结构。
本发明的有益效果为：激光首先照射到Au膜3上，降低了材料对光的透过率，同时吸收多余的能量；Au膜3首先被烧蚀去除，且表面粗糙度均匀的Au膜3可以诱导形成均匀的初始纳米波纹，从而保证在较小的能量下在ITO导电薄膜上生成均匀完整的表面周期结构，提升了薄膜太阳能电池的发电效率。
附图说明
图1为实施例中Au膜3、ITO导电薄膜2、玻璃基底1分布及加工相对位置示意图。
图2为实施例中的加工光路系统示意图。
图3为实施例1中沿竖直方向激光照射材料后ITO导电薄膜2上形成纳米波纹结构，Au膜3被完全烧蚀去除。
图4为实施例1中激光照射Au膜3被完全烧蚀去除后，ITO导电薄膜2上形成均匀的大面积波纹结构。
图5为实施例2中激光照射Au膜3被完全烧蚀去除后，ITO导电薄膜2上形成均匀的大面积波纹结构。
图6为实施例3中激光照射Au膜3被完全烧蚀去除后，ITO导电薄膜2上形成均匀的大面积波纹结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。
实施例1
一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，包括以下步骤：
1)先在玻璃基底1上溅射一层240nm厚的ITO导电薄膜2，然后在ITO导电薄膜2表面溅射一层均匀的20nm厚的Au膜3，如图1所示；
2)将溅射有Au膜3和ITO导电薄膜2的玻璃基底1固定在三坐标工作台4上，三坐标工作台4和加工光路系统配合，加工光路系统包括皮秒激光器6，皮秒激光器6输出的激光经反射镜7反射后，再依次经过快门8、小孔光阑9、聚焦透镜10后能够垂直照射在Au膜3上，皮秒激光器6、快门8和三坐标工作台4通过与计算机5相连接进行控制；
3)先调节皮秒激光器6的输出激光波长为532nm，重频1KHz，脉宽10ps，再使激光功率为1.5mw，通过小孔光阑9调节通光孔，快门8控制加工过程的进行，再通过焦距为200mm的聚焦透镜10使光束聚焦，如图2所示；
4)利用调节好的皮秒激光辐照玻璃基底1上的Au膜3和ITO薄膜2，设定三坐标工作台4垂直向运动速度为1mm/s，到达设定位置后，水平向移动50μm，之后于垂直向反方向运动，如此反复，加工路径为一条条首尾相接的线段，从而制作出均匀的大面积周期波纹结构。
如图3和图4所示，图3为本实施例中沿垂直方向激光照射材料后ITO导电薄膜2上形成周期性纳米波纹结构，Au膜3被完全烧蚀去除；图4为实施例中激光照射Au膜3被完全烧蚀去除后，ITO导电薄膜2上形成均匀的大面积波纹结构。
实施例2
一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，包括以下步骤：
1)先在玻璃基底1上溅射一层240nm厚的ITO导电薄膜2，然后在ITO导电薄膜2表面溅射一层均匀的20nm厚的Au膜3，如图1所示；
2)将溅射有Au膜3和ITO导电薄膜2的玻璃基底1固定在三坐标工作台4上，三坐标工作台4和加工光路系统配合，加工光路系统包括皮秒激光器6，皮秒激光器6输出的激光经反射镜7反射后，再依次经过快门8、小孔光阑9、聚焦透镜10后能够垂直照射在Au膜3上，皮秒激光器6、快门8和三坐标工作台4通过与计算机5相连接进行控制；
3)先调节皮秒激光器6的输出激光波长为532nm，重频1KHz，脉宽10ps，再使激光功率为1mw，通过小孔光阑9调节通光孔，快门8控制加工过程的进行，再通过焦距为200mm的聚焦透镜10使光束聚焦，如图2所示；
4)利用调节好的皮秒激光辐照玻璃基底1上的Au膜3和ITO薄膜2，设定三坐标工作台4垂直向运动速度为0.05mm/s，到达设定位置后，水平向移动50μm，之后于垂直向反方向运动，如此反复，加工路径为一条条首尾相接的线段，从而制作出均匀的大面积周期波纹结构。
如图5所示，图5为实施例2中激光照射Au膜3被完全烧蚀去除后，ITO导电薄膜2上形成均匀的大面积波纹结构。
实施例3
一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，包括以下步骤：
1)先在玻璃基底1上溅射一层240nm厚的ITO导电薄膜2，然后在ITO导电薄膜2表面溅射一层均匀的20nm厚的Au膜3，如图1所示；
2)将溅射有Au膜3和ITO导电薄膜2的玻璃基底1固定在三坐标工作台4上，三坐标工作台4和加工光路系统配合，加工光路系统包括皮秒激光器6，皮秒激光器6输出的激光经反射镜7反射后，再依次经过快门8、小孔光阑9、聚焦透镜10后能够垂直照射在Au膜3上，皮秒激光器6、快门8和三坐标工作台4通过与计算机5相连接进行控制；
3)先调节皮秒激光器6的输出激光波长为532nm，重频1KHz，脉宽10ps，再使激光功率为3mw，通过小孔光阑9调节通光孔，快门8控制加工过程的进行，再通过焦距为200mm的聚焦透镜10使光束聚焦，如图2所示；
4)利用调节好的皮秒激光辐照玻璃基底1上的Au膜3和ITO薄膜2，设定三坐标工作台4垂直向运动速度为3mm/s，到达设定位置后，水平向移动50μm，之后于垂直向反方向运动，如此反复，加工路径为一条条首尾相接的线段，从而制作出均匀的大面积周期波纹结构。
如图6所示，图6为实施例3中激光照射Au膜3被完全烧蚀去除后，ITO导电薄膜2上形成均匀的大面积波纹结构。

Claims (4)

1.一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)先在玻璃基底(1)上溅射一层240nm厚的ITO导电薄膜(2)，然后在ITO导电薄膜(2)表面溅射一层均匀的20nm厚的Au膜(3)；
2)将溅射有Au膜(3)和ITO导电薄膜(2)的玻璃基底(1)固定在三坐标工作台(4)上，三坐标工作台(4)和加工光路系统配合，加工光路系统包括皮秒激光器(6)，皮秒激光器(6)输出的激光经反射镜(7)反射后，再依次经过快门(8)、小孔光阑(9)、聚焦透镜(10)后能够垂直照射在Au膜(3)上，皮秒激光器(6)、快门(8)和三坐标工作台(4)通过与计算机(5)相连接进行控制；
3)先调节皮秒激光器(6)的输出激光波长为532nm，重频1KHz，脉宽10ps，再使激光功率在1-3mw之间，通过小孔光阑(9)调节通光孔，快门(8)控制加工过程的进行，再通过焦距为200mm的聚焦透镜(10)使光束聚焦；
4)利用调节好的皮秒激光辐照玻璃基底(1)上的Au膜(3)和ITO薄膜(2)，设定三坐标工作台(4)垂直向运动速度为0.05-3mm/s，到达设定位置后，水平向移动50μm，之后于垂直向反方向运动，如此反复，加工路径为一条条首尾相接的线段，从而制作出均匀的大面积周期波纹结构。
2.根据权利要求1一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，其特征在于：所述的步骤3)中激光功率为1.5mw，步骤4)中三坐标工作台(4)垂直向运动速度为1mm/s。
3.根据权利要求1一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，其特征在于：所述的步骤3)中激光功率为1mw，步骤4)中三坐标工作台(4)垂直向运动速度为0.05mm/s。
4.根据权利要求1一种基于Au诱导的ITO薄膜上制备周期结构的方法，其特征在于：所述的步骤3)中激光功率为3mw，步骤4)中三坐标工作台(4)垂直向运动速度为3mm/s。
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CN107498183B (zh) * 2017-07-17 2019-11-08 西安交通大学 一种用线光斑诱导制备大面积周期结构的方法
CN109108485B (zh) * 2018-07-24 2020-07-10 西安交通大学 一种利用皮秒激光器修复复杂结构氧化铝陶瓷型芯的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01304791A (ja) * 1988-06-02 1989-12-08 Seiko Instr Inc レーザ光学用透明電極
CN1448755A (zh) * 2003-05-09 2003-10-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 飞秒激光在金属薄膜上制备周期性微结构的方法
CN1709689A (zh) * 2005-07-15 2005-12-21 深圳市豪威光电子设备有限公司 Ito镀膜板及其制备方法
CN100535729C (zh) * 2006-09-15 2009-09-02 江苏大学 仿生周期微纳结构表面的大区域激光造型方法及装置
CN102528276B (zh) * 2012-03-02 2015-03-04 江苏大学 一种提高tco膜光透射率的激光辅助表面处理方法
CN104681662A (zh) * 2013-12-02 2015-06-03 青岛事百嘉电子科技有限公司 一种高反射率太阳能薄膜的制备方法
CN103737181B (zh) * 2013-12-24 2016-01-20 西安交通大学 一种提高ito导电薄膜表面红外波段透光率的方法

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