MOCVD法制备BZO-TCO的工艺与性能及其在太阳电池中的应用研究

摘要

透明导电氧化物（TCO）薄膜是硅基太阳电池的重要组成部分，硼掺杂的ZnO（ZnO:B，BZO）透明导电氧化物薄膜凭借良好的电学性能和较好的“陷光”能力，成为目前研究的热点。因此，制备出高质量的BZO薄膜对提高太阳电池的性能具有重要意义。
　　本文采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术沉积性能良好的BZO薄膜，并将其应用于异质结（SHJ）太阳电池和p-i-n型单结非晶硅（a-Si:H）薄膜太阳电池。获得的主要研究结果如下：
　　（1）利用MOCVD技术在玻璃衬底上沉积了BZO薄膜，研究了掺杂流量和沉积时间对BZO薄膜结构、形貌和光电性能的影响，找到了制备光电性能良好且表面形貌为“金字塔”状的BZO薄膜的优化工艺。
　　（2）在TMAH湿法制绒的硅衬底上沉积了BZO薄膜，构成SHJ电池的新型衬底。结果表明，BZO薄膜的加入降低了衬底的光学反射率，提高了衬底对近红外波段入射光的光吸收能力。将优化工艺条件下制备的光电性能良好的新型衬底作为SHJ电池的背电极，发现SHJ电池对近红外波段入射光的光响应能力提高，电池的外部量子效率（EQE）提高了11％。
　　（3）将BZO薄膜与SiO2增透膜结合，构成SiO2增透膜/玻璃/BZO新型结构并作为前电极应用于p-i-n型单结a-Si:H电池。结果表明，SiO2增透膜呈现非晶结构，表面主要由团聚状的颗粒构成，光学折射率系数为1.28，最高的光学透过率为95.5%；SiO2增透膜通过干涉消光作用降低了增透膜/空气界面之间的光反射损失，提高了新型结构的光学透过率和“陷光”能力。相比于传统结构的前电极，电池的EQE提高了4%，转换效率（η）提高了4%，达到10.24%。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 ZnO-TCO薄膜的研究进展

1.3 本文主要研究内容

第二章 实验方案及性能表征方法

2.1 实验方案

2.2 BZO薄膜的制备

2.3性能表征方法

第三章 BZO薄膜的制备工艺与性能研究及其在硅异质结太阳电池中的应用

3.1 实验过程

3.2 BZO薄膜的制备工艺与性能研究

3.3 BZO薄膜对硅异质结电池衬底光反射损失的影响

3.4 BZO薄膜在硅异质结电池中的应用

3.5 本章小结

第四章 BZO薄膜结合SiO2增透膜及其在非晶硅薄膜太阳电池中的应用

4.1 实验过程

4.2 SiO2增透膜的形貌，结构和光学性能

4.3 SiO2增透膜/Glass/BZO的光学性能

4.4 SiO2增透膜/Glass/BZO在非晶硅薄膜电池中的应用

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢