MOCVD技術(shù)制備的BZO薄膜及其在太陽電池中的應(yīng)用.pdf

1、ZnO作為一種N型寬帶隙直接帶隙半導(dǎo)體材料,室溫下禁帶寬度為3.37eV,有優(yōu)異的壓電、光電、壓敏等特性,其原材料豐富且無毒,電導(dǎo)率和透過率高,具有和ITO相媲美的電學(xué)、光學(xué)性能。為了加快實(shí)現(xiàn)ZnO的產(chǎn)業(yè)化,應(yīng)用到電池中以提高其效率和穩(wěn)定性,本文主要研究利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在玻璃襯底上制備出作為陷光結(jié)構(gòu)的絨面ZnO薄膜前電極和背反射電極,并應(yīng)用于非晶硅薄膜太陽電池中。
　　首先利用MOCVD技術(shù)沉積制備本征ZnO薄膜,分別

2、研究了襯底溫度、反應(yīng)壓力、源物質(zhì)配比和厚度對薄膜的結(jié)晶狀態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)等物理性質(zhì)及性能的影響。襯底溫度對于薄膜的晶面取向生長尤為顯著,嚴(yán)重影響ZnO薄膜的表面形貌,反應(yīng)壓力決定著薄膜的結(jié)晶質(zhì)量,源物質(zhì)配比影響著薄膜的電學(xué)穩(wěn)定性,前電極和背電極對于厚度有不同的要求,不同厚度的薄膜呈現(xiàn)不同的表面形貌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,180℃的襯底溫度、1.0Torr的反應(yīng)壓力、DEZn/H2O為100/55(sccm)時可生長出高質(zhì)量的絨面本征Zn

3、O薄膜。
　　在本征的ZnO實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,繼續(xù)研究了硼烷摻雜對ZnO薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和光學(xué)電學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明,適量的B摻雜可以有效地降低薄膜的電阻率,并有助于提高薄膜的電學(xué)穩(wěn)定性。但B的摻入也會改變薄膜的生長特性,改變晶面生長的取向溫度,展寬光學(xué)帶隙。我們在160℃和180℃分別制得了質(zhì)量良好的背電極和前電極ZnO:B薄膜。
　　將ZnO:B替代ITO用于非晶硅薄膜太陽電池,作為窗口透明電極和減反、緩沖層,利用PEC