直流磁控濺射制備優(yōu)質ITO薄膜及其在異質結電池中的應用.pdf

1、薄膜硅/晶體硅異質結(HIT)電池以其制備工藝簡單、低成本、高效率和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢迅速成為國際光伏領域的研究熱點。截至目前，仍然是松下電器（原三洋）引領該電池記錄，它在143.7cm2面積上制備出效率高達25.6％的HIT太陽能電池，且電池厚度僅為98μm。這幾乎達到了目前晶硅電池效率的最高值。因此針對該電池的制備與研究，本論文開展了以下研究工作:
　　(1)系統(tǒng)研究了直流磁控濺射過程中Ar/O2流量比、濺射功率、濺射氣壓和襯底溫

2、度等工藝參數(shù)對ITO薄膜微結構、光電特性等的影響，主要得出以下結論:
　　1）隨著氧流量的增加，薄膜沿(222)晶面擇優(yōu)取向生長，結晶度有所提升，透光率受散射機制影響呈先升高后緩慢降低趨勢，電阻率則由于氧空位迅速減少呈先減小后顯著增大趨勢。
　　2）隨著濺射功率的增加，薄膜從非晶態(tài)轉化為結晶態(tài)，結晶度迅速升高，透光率較高且變化并不明顯，電阻率因載流子遷移率增大則逐漸減小。
　　3）隨著濺射壓強增大，薄膜沿(400)晶面

3、擇優(yōu)取向生長，結晶度先降低后基本無變化，透光率呈先迅速升高后緩慢降低趨勢，電阻率先略微減小后增大。
　　4）隨著襯底溫度的升高，薄膜沿(222)、(400)晶面擇優(yōu)取向生長，薄膜結晶度上升，透光率整體呈上升趨勢，電阻率先減小后增大。
　　(2)在制備該異質結電池過程中，當沉積ITO膜時，為減少對P層膜高功率離子轟擊損傷，我們采用濺射功率梯度法制備優(yōu)質ITO薄膜。研究了功率梯度50W不同厚度對ITO薄膜微結構和光電特性的影響;

4、其次將該功率梯度法制備的ITO薄膜運用于異質結電池。結果表明:
　　1）隨著50W條件下ITO薄膜厚度的增加，ITO膜結晶度基本保持不變，透光率先升高后降低，電阻率降低;在濺射功率梯度50W+110W，薄膜厚度10nm+195nm下制備出可見光范圍內平均透光率高達88.9％，電阻率低達3.7*10-4Ωcm的優(yōu)質ITO膜。
　　2）將該優(yōu)質ITO薄膜運用于異質結電池，得出功率梯度法制備的ITO薄膜降低了異質結電池轉化效率。<

5、br>　　(3)為了提高薄膜硅/晶體硅異質結電池開路電壓和轉化效率，首先探究了SiH4濃度對P型硅薄膜晶化率、生長速率和暗電導率的影響;其次研究了SiH4濃度和退火對異質結電池性能的影響。
　　1）隨著SiH4濃度增大，薄膜由微晶轉變成非晶，晶化率下降，生長率線性增加，暗電導率迅速下降。
　　2）隨著SiH4濃度增大，電池的開壓、短路電流和光電轉換效率都線性降低。
　　3）退火能夠改善電池性能，提高電池效率。最終制備出