玻璃基太陽能電池薄膜材料的制備及其結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、在平板玻璃襯底上開展大面積、低成本的透明導(dǎo)電薄膜和太陽能薄膜材料的制備技術(shù)研究，對開發(fā)利用太陽能、降低成本和推動實用化進程具有重要的意義。該項目的研究對發(fā)展新的環(huán)境協(xié)調(diào)型材料和生態(tài)建筑材料、保護環(huán)境和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 本文在系統(tǒng)總結(jié)和全面分析用于太陽能電池的透明導(dǎo)電薄膜、多晶硅薄膜材料和氟碳自潔凈薄膜材料的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，深入研究了摻雜SnO<,2>導(dǎo)電薄膜和ITO透明導(dǎo)電薄膜的制備技術(shù)，系統(tǒng)地研究了Sol-Gel制

2、備工藝參數(shù)、F、Sb離子的摻雜量，磁控濺射ITO薄膜的工藝參數(shù)、熱處理條件等對透明導(dǎo)電膜的的微觀結(jié)構(gòu)與電性能的影響。研究了等離子體增強化學(xué)氣相沉積a-Si薄膜工藝參數(shù)和金屬誘導(dǎo)晶化的工藝參數(shù)對制備的poly-Si薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和光電性能的影響。通過大量實驗研究，取得了如下一些創(chuàng)新性成果： (1)采用改進的Sol-Gel法制備出均勻致密、晶粒大小約為10nm的SnO<,2>：F透明導(dǎo)電薄膜，其透光率達到85％，方塊電阻約為20～3

3、0Ω/□。 (2)利用Sol-Gel法制備出SnO<,2>.Sb透明導(dǎo)電薄膜。Sb摻雜濃度為5％的Sn02透明導(dǎo)電薄膜具有最低的方塊電阻78Ω/□，載流子濃度可達1.1×10<'21>cm<'-3>，遷移率為1.46cm<'2>V<'-1>·s<'-1>，可見光平均透過率為75％。 (3)以90 wt％In和10 wt％Sn銦錫合金和氧化銦錫陶瓷靶為靶材，采用直流和射頻磁控反應(yīng)濺射法在玻璃基片制備出透過率高于85％，方塊

4、電阻小于10Ω的高取向生長的ITO透明導(dǎo)電薄膜。通過對幾種不同導(dǎo)電薄膜的制備技術(shù)和導(dǎo)電薄膜材料性能的對比研究，獲得了滿足太陽能電池工藝一致性和整體性要求的TCO薄膜。 (4)利用PECVD設(shè)備在普通玻璃基片上沉積a-Si薄膜，采用鋁誘導(dǎo)晶化法(AIC)在氮氣氣氛下進行快速退火處理成功地制備出晶化溫度在500℃以下的poly-Si薄膜。 (5)設(shè)計了太陽能電池自潔凈薄膜，并用射頻濺射法成功制備了氟碳高分子疏水自潔凈薄膜并進