太陽能電池用透明導電減反射膜的研究.pdf

1、太陽能光伏技術作為一種新型的綠色能源技術，具有無污染和能量充足的優(yōu)點，因而越來越受到人們的重視。目前，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率仍然是人們迫切希望解決的問題。限制太陽能電池轉(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重要的原因。為了減少反射和電極遮擋造成的負面影響，采用透明導電材料來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型的直接帶隙半導體材料，室溫下禁帶寬度為3.37ev，具有透明導電

2、的性質(zhì)。由于其原材料豐富無毒，摻雜后具有高電導率和透過率，因而，ZnO作為透明導電氧化物(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損失。同時，由于氧化鋅易于制成各種納米結構，而借助于納米結構優(yōu)良的減反射特性，可以制備出低反射率的氧化鋅透明導電薄膜來提高太陽能電池對可見光的吸收。
　　 本論文主要利用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)技術在硅襯底表面沉積出氧化鋅透明導電減反射薄膜，研究了MOCVD系統(tǒng)中的實驗

3、參數(shù)對氧化鋅薄膜結構、光學和電學性質(zhì)的影響。具體的研究內(nèi)容如下：
　　 1)通過改變襯底溫度，研究了襯底溫度對氧化鋅薄膜結構、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℃時生長出的薄膜具有較好的晶體質(zhì)量。同時，隨著溫度的升高，三維凸起結構逐漸在薄膜表而形成，從而有利于薄膜反射率的降低。在整個溫度變化范圍內(nèi)，薄膜的表面電阻都維持在一個較低的數(shù)值范圍內(nèi)。
　　 2)通過改變生長時間，比較了薄

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