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薄膜太阳电池用TCO薄膜制造技术及其特性研究

陈新亮 , 王斐 , 闫聪博 , 李林娜 , 林泉 , 倪牮 , 张晓丹 , 耿新华 , 赵颖

材料导报

阐述了玻璃衬底、柔性衬底透明导电氧化物薄膜(Transparent conductive oxides-TCO)以及硅基薄膜太阳电池应用方面的最新研究成果.绒面结构可以提高薄膜太阳电池效率和稳定性并降低生产成本.磁控溅射技术和LP-MOCVD技术是制造绒面结构ZnO-TCO薄膜(例如“弹坑”状和“类金字塔”状表面)的主流生长技术;高迁移率TCO薄膜(IMO、IWO、ZnO∶Ga等)以及柔性衬底TCO薄膜是研究开发的重点.

关键词: 镀膜技术 , TCO薄膜 , 绒面结构 , 高迁移率 , 缓冲层 , 梯度掺杂 , 薄膜太阳电池

太阳电池用绒面结构ZnO-TCO薄膜及光管理研究进展

陈新亮 , 田淙升 , 赵慧旭 , 杜建 , 张德坤 , 魏长春 , 耿新华 , 赵颖 , 张晓丹

材料导报

主要阐述了近年来薄膜太阳电池用绒面结构氧化锌(ZnO)透明导电氧化物(Transparent conductiveoxides,TCO)薄膜以及光管理设计方面的研究进展.主要包括溅射&湿法刻蚀技术、等离子体刻蚀玻璃衬底技术、等离子体处理修饰ZnO薄膜表面技术、修饰层改善ZnO薄膜表面技术、梯度杂质掺杂技术、复合特征尺寸生长设计以及直接生长绒面结构ZnO薄膜技术和宽光谱ZnO薄膜生长设计等.此外,对薄膜太阳电池中的先进光管理(Light management)结构设计及新材料应用进行了探讨和展望.

关键词: 太阳电池 , 绒面结构 , ZnO-TCO薄膜 , 光管理 , 薄膜技术

太阳电池用绒面ZnO-TCO薄膜制备技术及特性的研究进展

陈新亮 , 薛俊明 , 赵颖 , 耿新华

材料导报

概括阐述了薄膜太阳电池用绒面结构ZnO透明导电薄膜(ZnO-TCO)方面的最新研究进展.绒面结构ZnO-TCO薄膜可以提高薄膜太阳电池效率和稳定性并降低生产成本.磁控溅射技术和MOCVD(Lp-MOCVD/LPCVD)技术是制备绒面结构ZnO-TCO薄膜(例如"弹坑"状和"类金字塔"状表面)的主流生长技术,而喷雾热分解技术则是正在开发的非真空法低成本工艺路线.论述了2种主流技术生长ZnO-TCO薄膜的发展历程,并重点讨论了近期关于绒面ZnO-TCO薄膜微观结构、电学以及光学等特性与工艺关系的研究结果.进一步降低成本和实现大面积产业化是绒面ZnO-TCD薄膜拓展应用的发展趋势.

关键词: ZnO薄膜 , 透明导电氧化物-TCO , 绒面结构 , 薄膜太阳电池

磁控溅射技术室温生长氢化ZnO∶Ga薄膜及其特性研究

王斐 , 陈新亮 , 张翅 , 张德坤 , 魏长春 , 黄茜 , 张晓丹 , 赵颖 , 耿新华

人工晶体学报

采用直流脉冲磁控溅射方法,在室温下生长氢化Ga掺杂ZnO薄膜(GZO/H),并通过湿法后腐蚀技术获得绒面结构.研究了室温下H2流量对薄膜结构、光电性能及表面形貌的影响.实验表明,氢化GZO(GZO/H)薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,引入适当流量的H2可以有效提高薄膜的电学特性,GZO/H薄膜具有更低的电阻率以及较高的迁移率和载流子浓度.当通入H2流量为6 sccm时,薄膜电阻率为6.8 ×10-4 Ω·cm,Hall迁移率达34.2 cm2/Ⅴ·s,制备的GZO/H薄膜可见光区域平均透过率优于85%.此外,研究了H2流量对湿法腐蚀后绒面GZO/H薄膜表面形貌的影响,提出了一种薄膜绒面结构形成过程模型.

关键词: 脉冲磁控溅射 , 氧化锌 , 镓掺杂 , H2流量 , 绒面结构

CCP/ICP混合放电C4F8/Ar等离子体高、低频功率对AZO薄膜绒面效果的影响

吴明智 , 金成刚 , 王飞 , 黄天源 , 吴雪梅 , 诸葛兰剑

功能材料

室温下,采用射频磁控溅射方法在石英基片上制备掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜.利用CCP/ICP混合放电C4F8/Ar等离子体对制得的AZO薄膜进行绒面处理.利用原子力显微镜(AFM)对薄膜表面形貌进行表征,利用光纤光谱仪分析放电产生的碳氟基团含量的变化.实验结果发现低频功率的增大能够有效增加等离子体中F原子的含量,进而提高薄膜的刻蚀效果,获得较好的绒面结构;但是高频功率变化对薄膜刻蚀效果影响较小.

关键词: AZO , CCP/ICP , 绒面结构 , 发射光谱

B掺杂量对LPCVD生长大面积ZnO透明导电薄膜性能的影响

黄建华 , 刘怀周

人工晶体学报

采用低压化学气相沉积(LPCVD)技术在大面积的玻璃衬底上制备了B掺杂ZnO(BZO)透明导电薄膜,研究了不同B2H6掺杂量对BZO薄膜微观形貌、导电能力及其均匀性、透光率等性能的影响.结果表明,所制备的BZO薄膜表面具有自生长的绒面结构;B2H6掺杂量由30 sccm增加到60 sccm,BZO薄膜的方阻由28.6Ω/□减小到14.1 Ω/□,导电能力显著增强,同时方阻均匀性也明显提升;BZO薄膜在长波区的透光率随B2H6掺杂量的增加而明显降低,综合透光率结果,最佳B2H6掺杂量控制在60~ 90 sccm之间.

关键词: 低压化学沉积 , B掺杂ZnO薄膜 , 透明导电氧化物 , 方块电阻 , 均匀性 , 绒面结构

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