太陽(yáng)能電池用透明導(dǎo)電減反射膜的研究.pdf

1、太陽(yáng)能光伏技術(shù)作為一種新型的綠色能源技術(shù)，具有無(wú)污染和能量充足的優(yōu)點(diǎn)，因而越來(lái)越受到人們的重視。目前，提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率仍然是人們迫切希望解決的問(wèn)題。限制太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的因素很多，其中表面的光反射和金屬電極遮擋是兩個(gè)重要的原因。為了減少反射和電極遮擋造成的負(fù)面影響，采用透明導(dǎo)電材料來(lái)制備表面的減反射薄膜和電極是一種可能的方法。
　　 氧化鋅是一種天然呈n型的直接帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度為3.37ev，具有透明導(dǎo)電

2、的性質(zhì)。由于其原材料豐富無(wú)毒，摻雜后具有高電導(dǎo)率和透過(guò)率，因而，ZnO作為透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜有可能取代電池表面的金屬電極，以降低電池表面的光學(xué)損失。同時(shí)，由于氧化鋅易于制成各種納米結(jié)構(gòu)，而借助于納米結(jié)構(gòu)優(yōu)良的減反射特性，可以制備出低反射率的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜來(lái)提高太陽(yáng)能電池對(duì)可見(jiàn)光的吸收。
　　 本論文主要利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)在硅襯底表面沉積出氧化鋅透明導(dǎo)電減反射薄膜，研究了MOCVD系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)

3、參數(shù)對(duì)氧化鋅薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)的影響。具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1)通過(guò)改變襯底溫度，研究了襯底溫度對(duì)氧化鋅薄膜結(jié)構(gòu)、光電性質(zhì)的影響。隨著溫度的升高，薄膜的晶體質(zhì)量先顯著提高后又略微下降，450℃時(shí)生長(zhǎng)出的薄膜具有較好的晶體質(zhì)量。同時(shí)，隨著溫度的升高，三維凸起結(jié)構(gòu)逐漸在薄膜表而形成，從而有利于薄膜反射率的降低。在整個(gè)溫度變化范圍內(nèi)，薄膜的表面電阻都維持在一個(gè)較低的數(shù)值范圍內(nèi)。
　　 2)通過(guò)改變生長(zhǎng)時(shí)間，比較了薄

4、膜厚度對(duì)氧化鋅薄膜結(jié)構(gòu)、光電性質(zhì)的影響。隨著膜厚的增加，薄膜的電學(xué)性質(zhì)得到改善，但是薄膜的晶體質(zhì)量卻有所下降。另外，薄膜厚度的變化對(duì)薄膜反射率和表面形貌的影響不明顯。
　　 3)通過(guò)改變鋅源流量大小，對(duì)比了不同鋅源流量下，氧化鋅薄膜不同的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)。隨著鋅源流量的減小，納米尺寸的結(jié)構(gòu)逐漸在氧化鋅薄膜表面形成，具有這些結(jié)構(gòu)的薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了較好的減反射效果。其中，N2流量為25sccm，O2流量為100sccm，生長(zhǎng)溫