PET柔性襯底上生長ZnO-TCO薄膜及薄膜電池應用.pdf

1、近年來，柔性硅基薄膜太陽電池研究逐漸成為硅基薄膜太陽電池研究熱點。國際上，對于柔性襯底太陽電池，研究人員普遍采用n-i-p型結構，而p-i-n型結構研究較少。柔性襯底絨面結構透明導電氧化物（Transparent conductive oxide-TCO）薄膜是p-i-n型太陽電池的研究重點。通常情況下，p-i-n結構柔性硅基薄膜太陽電池用襯底材料具有高透過但耐溫性差的特點，因此，為適應太陽電池應用，研究如何在低溫下生長具有絨面結構的柔

2、性襯底TCO薄膜是關鍵。ZnO作為一種直接寬帶隙半導體材料，在硅基薄膜太陽電池的陷光結構中起到重要作用。本文利用金屬有機物化學氣相沉積（Metal organic chemical vapor deposition-MOCVD）技術低溫下可以自然生長具有良好絨面結構的ZnO:B薄膜的特點，系統(tǒng)并開創(chuàng)性地研究了MOCVD技術在Polyethylene Terephthalate(PET)柔性襯底上低溫生長ZnO:B薄膜，并將它初步應用于硅

3、基薄膜太陽電池。論文具體研究內容如下：
　　 一、系統(tǒng)探究了MOCVD技術沉積參數對在PET襯底上生長ZnO薄膜性能的影響。研究表明，當襯底溫度為423K，薄膜生長反應壓力為2.5Torr，B2H6摻雜流量為3.0sccm，薄膜生長時間為40分鐘(薄膜厚度約為2.0um)時，薄膜性能最佳。ZnO薄膜具體性能參數如下：方塊電阻為13.14Ω/sq，電阻率為2.24×10-3Ωcm，載流子濃度為1.09×1020cm-3，載流子遷移

4、率達到22.2cm2V-1s-1，薄膜在可見光波段的透過率在80％左右，薄膜表面呈現典型的“類金字塔”狀絨面結構。
　　 二、在以上研究的基礎上，研究PET和glass襯底相同條件生長的ZnO薄膜各方面性能的差異。研究發(fā)現，PET襯底生長的ZnO薄膜主要存在兩方面問題：薄膜表面容易出現裂紋和電學性能相對較差。為了解決上述問題，本文提出生長緩沖層的方法，期望達到既能解決裂紋問題，又能提高薄膜電學性能的效果，主要研究了電子束沉積技術

5、生長的SiO2薄膜和MOCVD技術生長的本征ZnO薄膜作為緩沖層對后續(xù)生長的ZnO:B薄膜的影響。1）SiO2緩沖層有效改善ZnO:B薄膜的裂紋情況，而且提高了薄膜的電學性能。2)相比較而言，當前實驗范圍內，MOCVD技術生長的本征ZnO薄膜作為緩沖層未能改善ZnO:B薄膜的裂紋情況和電學性能。此方面研究仍需深入探索。
　　 三、經過微觀結構以及光電性能等優(yōu)化條件，將得到的PET/SiO2/ZnO:B TCO薄膜應用于硅基薄膜太