适用于硅基薄膜太阳能电池的绒面ZAO陷光材料的研究

摘要

本文利用陶瓷靶（Al2O3:2％wt）在浮法玻璃衬底上利用中频脉冲直流磁控溅射法制备出了ZnO:Al（ZAO）透明导电薄膜。研究了工作压力、衬底温度和溅射功率对ZAO薄膜的结构性能和光电性能的影响，工作压力对ZAO薄膜稳定性的影响。结果表明工艺参数对ZAO薄膜的结构性能和光电性能影响很大，光学带隙随载流子浓度的增加而增加，光的吸收与吸收材料的带隙有直接关系。工作压力4mtorr，衬底温度225℃，溅射功率160W时得到比较好的透过率和电阻率，沉积的ZAO薄膜有较高的湿热稳定性，较低的工作压力下，薄膜出现了更好的湿热稳定性，这种现象与Oliver Kluth等人修改后的Thornton model一致。
　　在浓度为0.5%的稀HCl中，把制备的ZAO薄膜腐蚀一段时间，最后制备出了具有陷光作用的绒面ZAO薄膜，合适的表面绒度对在太阳电池内部提供一个有效地光散射是必须的。研究了衬底温度、工作压力及腐蚀时间对绒面ZAO薄膜表面形貌的影响。最后得出衬底温度对腐蚀后ZAO薄膜的绒面效果有较大的影响并且符合桑顿模型；浓度为0.5%的稀盐酸溶液腐蚀ZAO薄膜时，不改变薄膜的晶体结构，但表面形成弹坑状结构，增加了薄膜的散射能力和粗糙度。通过实验得出的最佳工艺条件是：衬底温度250℃，工作压力3mtorr，腐蚀溶液浓度0.5％，腐蚀时间20S，制备的绒面ZAO薄膜具有较好的表面形貌，腐蚀后ZAO薄膜在可见光内的平均透过率大约为72%，方块电阻为10Ω/□左右。

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第一章 绪论

§1-1 研究背景

§1-2 研究现状

§1-3 论文研究目的及内容安排

第二章 透明导电氧化物薄膜

§2-1 透明导电氧化物薄膜的特性及其作用

§2-2 透明导电氧化物薄膜的种类及其特点

§2-4 氧化锌铝薄膜的研究进展

§2-5 氧化锌铝薄膜的优势

第三章 实验设备及其测试仪器设备简介

§3-1 溅射仪器设备

§3-2 薄膜性能测试仪器设备

第四章 工艺条件对ZAO薄膜结构与光电性能的影响

§4-1 引言

§4-2 ZAO薄膜的结构性能及其讨论

§4-3 ZAO薄膜的电学性能及其讨论

§4-4 ZAO薄膜的光学性能及其讨论

§4-5 工作压力对ZAO薄膜稳定性的影响

§4-6 本章小结

第五章 绒面ZAO薄膜的研究

§5-1 衬底温度对绒面ZAO薄膜的影响

§5-2 工作压力对绒面ZAO薄膜的影响

§5-3 本章小结

第六章 结论

§6-1 对ZAO薄膜的总结

§6-2 本文的研究成果及不足

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果