低溫制備ITO透明導電薄膜的性質及在薄膜電池中的應用.pdf

1、　　ITO ( Indium Tin Oxide,In2O3：Sn)薄膜為體心立方鐵錳礦結構的多晶體,為n型半導體薄膜材料,其半導化機理為摻雜(摻錫)和組分缺陷(氧空位)半導化,具有禁帶寬、可見光譜區(qū)光透射率高和電阻率低等光電特性,是薄膜太陽電池和發(fā)光元器件理想的電極材料。
　　在本論文中采用電阻反應熱蒸發(fā)的方法,在低溫制備了高性能ITO薄膜,并且應用于硅基nip型薄膜電池和 HIT 電池。ITO 薄膜作為太陽電池的前電極,對器

2、件的光透過和載流子的收集起著重要的作用。本論文圍繞太陽電池應用條件下制備ITO薄膜,主要的研究內容分為以下幾個方面：
　　采用電阻反應熱蒸發(fā)技術,通過調節(jié)襯底溫度、氧分壓、生長速率,改善 ITO 薄膜結構及光電特性,并研究薄膜低溫生長機理。通過對薄膜厚度、薄膜電阻率、霍爾遷移率、載流子濃度、透過率、薄膜成分、結構的測量,分析了薄膜性能,實驗測試分析表明：襯底溫度低導致薄膜的晶化率過低,薄膜的光電性能隨襯底溫度的升高而迅速得到改善

3、,但高襯底溫度限制了 ITO 薄膜在硅基薄膜電池中的應用。在較低襯底溫度通過調節(jié)氧流量,控制沉積速率,使得低溫沉積 ITO 薄膜的性能得以優(yōu)化。通過氧氣加熱技術,使 ITO 薄膜透過性能得到進一步改善。最終在襯底溫度 175 ℃,氧氣流量 170 sccm (PO2=0.26 Pa)條件下,在玻璃襯底上獲得了可見光平均透過率>84%,電阻率為4.48×10-4Ω·cm的ITO薄膜,其薄膜厚度為80 nm。
　　在制備 ITO 薄