用于薄膜太陽電池的新型半導(dǎo)體薄膜.pdf

1、薄膜太陽電池近年來越來越受到人們的重視。一方面，提高轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，降低電池成本，是目前薄膜電池研究與開發(fā)的熱點。另一方面，努力探索新的薄膜電池材料和制備技術(shù)工藝，希望在新型太陽電池的研發(fā)上尋求突破。本文從以上兩點出發(fā)，進行了以下兩個方面的研究工作。 1．制備能夠用作太陽電池吸收層的A1Sb多晶薄膜，為發(fā)展A1Sb太陽電池奠定基礎(chǔ)。采用共蒸發(fā)法和磁控濺射兩種方法制備了A1Sb多晶薄膜，系統(tǒng)研究了薄膜的結(jié)構(gòu)、表面形貌、光

2、學(xué)及電學(xué)上的性質(zhì)。兩種方法所制備的薄膜得到了相近似的結(jié)果。薄膜在熱處理前均為非晶態(tài)，沒有A1Sb的晶相出現(xiàn)。熱處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橐?111)晶面為擇優(yōu)取向的面心立方結(jié)構(gòu)多晶薄膜，其光學(xué)禁帶寬度約1．60eV，暗電導(dǎo)溫度關(guān)系呈現(xiàn)半導(dǎo)體的負溫阻特性，導(dǎo)電類型為P型。 與共蒸發(fā)相比，濺射制備A1Sb薄膜的成本較高，需要制備A1/Sb合金靶，靶材的A1、Sb面積比通過實驗來確定。但是使用合適的合金靶，濺射法能夠提供更高的能量使A1和Sb原子結(jié)

3、合形成共價鍵。 2．為適當(dāng)減薄CdS窗口層，而在窗口層和透明導(dǎo)電膜之間加一層高阻膜，是提高CdTe太陽電池轉(zhuǎn)換效率的有效途徑之一。采用反應(yīng)磁控濺射研制了適合用作CdTe太陽阻擋層的Sn02本征薄膜。研究了真空室氣壓、氧含量及熱處理條件與薄膜結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的關(guān)系。本文發(fā)現(xiàn)，剛沉積的SnO<,2>薄膜為非晶態(tài)。熱處理后氧含量12～34％的樣品轉(zhuǎn)變?yōu)榱罴t石結(jié)構(gòu)的多晶薄膜，氧含量6％的薄膜中存在SnO相。SnO<,2>薄膜的光能隙值在3．7

4、9～3．92eV范圍內(nèi)，隨著氧含量的增加而變大；此外，熱處理使薄膜的光能隙值變大。SnO<,2>多晶薄膜的電阻率隨氧含量的增加而變大，而熱處理使電阻率降低。實驗結(jié)果表明，氧含量為22～30％，SnO<,2>薄膜的電阻率約為1 Ω·cm，適合于制備碲化鎘太陽電池所要求的高阻阻擋層。氧含量在22～34％的薄膜，熱處理后的載流子的濃度和遷移率分別為4～8×10<'18>cm<'-3>和2～5 cm/(V·s)。暗電導(dǎo)溫度關(guān)系呈現(xiàn)半導(dǎo)體性質(zhì)，熱