器件級BZO制備及其在太陽電池上研究應(yīng)用.pdf

1、ZnO薄膜是一種很有發(fā)展前景的直接帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下帶隙寬度為3.37eV。其原材料豐富且無毒，較高的電導(dǎo)率和透過率能與ITO相媲美，所以在太陽能電池領(lǐng)域中，ZnO作為透明導(dǎo)電氧化物薄膜（TCO）倍受關(guān)注。在硅基薄膜太陽電池中，絨面ZnO前電極和背反射電極組成陷光結(jié)構(gòu)，大大提高電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。本論文采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積（MOCVD）技術(shù)在玻璃襯底上制備ZnO:B（BZO）薄膜，并將其應(yīng)用于非晶硅太陽電池

2、中，獲得了很好效果。具體研究內(nèi)容如下：
　　以硼烷（B2H6）為摻雜氣體，利用MOCVD技術(shù)在大面積（23cm×23cm）玻璃襯底上制備出厚度約為1000nm，透過率大于75％，電阻率為1.0×10-3Ω?cm的BZO薄膜。詳細(xì)地研究各工藝參數(shù)（襯底溫度、摻雜濃度、反應(yīng)壓力、MO原材料物質(zhì)配比和薄膜厚度）對 BZO薄膜微觀結(jié)構(gòu)及光電性能影響。結(jié)果表明：襯底溫度、摻雜濃度和反應(yīng)壓力對薄膜光電性能影響比較顯著，尤其是襯底溫度。隨著襯底

3、溫度升高，BZO晶體晶粒逐漸從球狀過渡到“類金字塔”狀，最后轉(zhuǎn)變成“類山脊”狀，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是ZnO晶體表面能不同；摻硼可大大提高薄膜電導(dǎo)率和電學(xué)穩(wěn)定性，隨著摻雜濃度增大，薄膜光學(xué)帶隙逐漸展寬；低壓利于薄膜穩(wěn)定生長，晶粒更為致密，與襯底附著力較好。
　　將制備出的90nm厚BZO薄膜作為背反射電極應(yīng)用在非晶硅及硅鍺太陽電池中，可以使其短路電流密度分別增加~2.8mA/cm2和~1.5mA/cm2，轉(zhuǎn)化效率分別提高1.3%