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1、透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)具有電阻率低、可見光透過(guò)率高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)電池的減反射層和前電極,TCO性能的優(yōu)劣會(huì)對(duì)薄膜太陽(yáng)電池的性能產(chǎn)生直接影響。目前最具代表性的TCO是錫摻雜氧化銦(Indium TinOxide)簡(jiǎn)稱ITO。ITO具有體心立方鐵錳礦結(jié)構(gòu),是一種重?fù)诫s、高簡(jiǎn)并的n型半導(dǎo)體材料,由于其具有導(dǎo)電性能好(電阻率約為10-4Ω·cm)、可見光透過(guò)率高(高于85%)等優(yōu)良的光電特性而備受青睞。相比于其他透明導(dǎo)電氧化
2、物,ITO的光電性能更佳,穩(wěn)定性更好,在太陽(yáng)電池等領(lǐng)域上有很好的應(yīng)用。本論文采用直流磁控濺射系統(tǒng)在玻璃襯底上制備ITO薄膜樣品,并將薄膜樣品應(yīng)用在硅基異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池上,研究了工藝參數(shù)對(duì)ITO薄膜的光電特性和結(jié)構(gòu)特性的影響以及ITO的薄膜厚度對(duì)電池性能的影響,論文的主要內(nèi)容有:
1.使用ITO陶瓷靶在無(wú)補(bǔ)氧條件下,研究了濺射時(shí)間、濺射壓強(qiáng)、濺射電流、Ar氣流量以及襯底溫度等工藝參數(shù)對(duì)ITO薄膜材料的光電性能的影響。制備出的ITO
3、薄膜材料具有在可見光區(qū)域內(nèi)80%的平均透過(guò)率,電阻率保持在10-4量級(jí),所得到的薄膜都呈(400)晶向擇優(yōu)取向生長(zhǎng)。
2.在上述優(yōu)化后的工藝條件下,進(jìn)行補(bǔ)氧實(shí)驗(yàn),考察O2流量的變化對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、光電特性的影響,主要包括O2流量(未加熱)、O2流量(加熱)等情況。在本部分實(shí)驗(yàn)中,所制備出的ITO薄膜材料在可見光區(qū)域的最大透過(guò)率均可達(dá)到90%以上,電阻率均在10-4量級(jí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在補(bǔ)氧情況下制備出的ITO薄膜材料的結(jié)構(gòu)特性存在由
4、(222)晶向取代(400)晶向的變化趨勢(shì),并且隨著O2流量的增大,薄膜逐漸呈單一的(222)晶向擇優(yōu)取向生長(zhǎng)。
3.采用前面工作中優(yōu)化得到的ITO薄膜,應(yīng)用于結(jié)構(gòu)為ITO/a-Si/c-Si/Al的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池上,研究了ITO的沉積時(shí)間對(duì)該結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池性能的影響,隨著沉積時(shí)間的增大,電池的開路電壓(Voc)減小,短路電流密度(Jsc)、填充因子(FF)和電池效率(Eff)均先增大再減小,當(dāng)ITO的沉積時(shí)間為8min時(shí),所制
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