电弧离子镀ZnO薄膜及太阳能电池中应用

摘要

采用脉冲偏压电弧离子镀技术在玻璃和硅衬底上制备出了具有择优取向的透明ZnO薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外。可见吸收光谱仪分别对ZnO薄膜的结构、表面形貌及可见光透过率进行了分析。XRD结果表明,所制各的ZnO薄膜具有六角纤锌矿结构的(002)和(101)两种取向,随着偏压增大,择优取向由ZnO(002)向ZnO(101)转变。SEM图表明,ZnO晶粒大小较为均匀,随偏压增加品粒尺寸有所减小。紫外-可见吸收光谱结果表明,吸收边在365 nm附近,所对应的光学带隙约为3.22～3.36 eV,并随着偏压减小而变大。在偏压值-150V时,制备的ZnO薄膜具有接近单一的ZnO(002)取向,用Scherrer公式计算得到的晶粒尺寸最大、有良好的表面形貌,其在500-900nm范围内光透过率超过80%,电阻率为2.2×10-3Ω·cm,这适合做太阳能电池的透明电极。