低溫In2O3-Sn透明導電薄膜生長及太陽電池應用研究.pdf

1、氧化銦錫(ITO)結(jié)合了可見光范圍內(nèi)高透過率和高電導率的特性，主要作為防反射涂層和透明電極廣泛應用于各種光電器件。高質(zhì)量的ITO薄膜往往要求較高的沉積溫度。但是，硅基薄膜太陽電池通常要求較低的沉積溫度(<150℃)，以獲得寬帶隙的本征非晶硅層和p型窗口層。因此，如何在低溫條件下獲得高質(zhì)量ITO薄膜前電極具有重要的研究意義。
　　本文采用反應熱蒸發(fā)技術，在低溫(<200℃)條件下生長高質(zhì)量的ITO薄膜，并將其應用于硅基薄膜太陽電池和

2、HIT太陽電池中。
　　首先，研究了厚度和襯底溫度對ITO薄膜結(jié)構以及光電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，薄膜厚度為70-90nm時，薄膜結(jié)晶質(zhì)量好，電阻率為3.0-3.3×10-4Ω·cm，電子遷移率為50-52cm2/Vs，此厚度薄膜在短波范圍內(nèi)具有較高的透過率；隨著襯底溫度的提高，ITO薄膜呈現(xiàn)較強的(222)衍射峰，結(jié)構更加致密。當襯底溫度為160℃時，ITO薄膜獲得最低電阻率和較高遷移率，其在可見光范圍的平均透過率大于90％。

3、r>　　其次，研究了Sn摻雜含量對低溫(160℃)生長ITO薄膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Sn摻雜含量為6.0wt.%時，獲得性能良好的ITO薄膜，其電阻率為3.74×10-4Ω·cm，電子遷移率為47cm2/Vs，載流子濃度為3.71×1020cm-3，且在380-900nm波長范圍內(nèi)的平均透過率為87.2%。將其應用于n-i-p型非晶硅/非晶硅鍺雙疊層和非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅三疊層太陽電池，獲得了高的光電轉(zhuǎn)化效率，分別為10.51%和

4、13.09%。
　　再次，研究了退火處理對p型微晶硅薄膜性能的影響。ITO薄膜前電極制備過程對微晶硅薄膜有較強的退火作用，在低溫條件下生長ITO薄膜對微晶硅薄膜影響不大。氧氣氛高溫退火導致薄膜暗電導率下降。
　　最后，研究了ITO薄膜的襯底溫度對太陽電池性能的影響。研究表明，隨襯底溫度的提高，非晶硅電池的開路電壓和填充因子提高，但短路電流減??；HIT電池的開路電壓和填充因子增大，短路電流減小，襯底溫度為220℃時，HIT電池