低温生长ITO薄膜及其太阳电池应用研究

摘要

氧化铟锡(lndium-Tin Oxide,ITO)同时结合了可见光范围内高透过率和高电导率等特性,被广泛应用于硅基太阳电池.本文研究了反应热蒸发技术低温(～160℃)生长ITO透明导电薄膜过程中,不同Sn掺杂对其微观结构以及光电性能的影响.实验结果表明,随着Sn掺杂含量的增加,ITO薄膜微观结构稍有变化,薄膜的电子迁移率呈现先增大后减小的趋势;对于较高的Sn掺杂含量,在低温条件下电离杂质散射和中性杂质散射成为影响电子迁移率降低的重要因素.经过ITO薄膜生长优化,较佳的锡掺杂质量分数为6wt.％,薄膜电阻率为3.74x10-4Ω·cm,电子迁移率为47cm2/Vs,载流子浓度为3.71×1020 cm-3.将其应用于单结n-i-p型非晶硅太阳电池,能够明显改善太阳电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF);最后,将其应用于n-i-p型非晶硅/非晶硅锗叠层太阳电池(电池结构:SS/Ag/ZnO/nip a-SiGe:H/nip a-Si:H/ITO/Al),取得高的光电转化效率～10.51％.