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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(dǎo)率的特性,主要作為防反射涂層和透明電極廣泛應(yīng)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(yáng)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(yīng)熱蒸發(fā)技術(shù),在低溫(<200℃)條件下生長(zhǎng)高質(zhì)量的ITO薄膜,并將其應(yīng)用于硅基薄膜太陽(yáng)電池和
2、HIT太陽(yáng)電池中。
首先,研究了厚度和襯底溫度對(duì)ITO薄膜結(jié)構(gòu)以及光電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),薄膜厚度為70-90nm時(shí),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(qiáng)的(222)衍射峰,結(jié)構(gòu)更加致密。當(dāng)襯底溫度為160℃時(shí),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(duì)低溫(160℃)生長(zhǎng)ITO薄膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),Sn摻雜含量為6.0wt.%時(shí),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(zhǎng)范圍內(nèi)的平均透過率為87.2%。將其應(yīng)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(yáng)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(duì)p型微晶硅薄膜性能的影響。ITO薄膜前電極制備過程對(duì)微晶硅薄膜有較強(qiáng)的退火作用,在低溫條件下生長(zhǎng)ITO薄膜對(duì)微晶硅薄膜影響不大。氧氣氛高溫退火導(dǎo)致薄膜暗電導(dǎo)率下降。
最后,研究了ITO薄膜的襯底溫度對(duì)太陽(yáng)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,但短路電流減小;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(shí),HIT電池
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