PECVD法制備SnO-,2-薄膜及其在CdTe薄膜太陽(yáng)電池中的應(yīng)用.pdf

1、CdTe薄膜太陽(yáng)電池已成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。為了提高CdTe電池的轉(zhuǎn)換效率，通過減薄CdS層的厚度以增加可見光的透過率。然而，CdS層厚度的減薄會(huì)要求在CdS窗口層和透明導(dǎo)電膜TCO之間引入電阻率高的透明高阻層(HRT)作阻擋層。這樣的阻擋層不但要有高的體電阻率，還應(yīng)與原有的TCO不存在晶格失配，最好還應(yīng)比原有的TCO層有更平滑的表面。對(duì)HRT阻擋層的研究，國(guó)外已取得了進(jìn)展，國(guó)內(nèi)的研究還未見報(bào)導(dǎo)。國(guó)外的研究可分為兩個(gè)方面：如果TC

2、O是SnO<,2>：F，則HRT層是用低壓CVD制備不摻雜的SnO<,2>；如果TCO是CdSnO<,4>，則HRT是用濺射法制備的ZnSnO<,4>。但是，這些方法也有不足之處。為此，本文提出了用PECVD技術(shù)制備未摻雜SnO2薄膜的新技術(shù)路線，研究了沉積條件和后處理對(duì)SnO<,2>薄膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的影響。 首先，利用X射線衍射、X射線光電子能譜、紫外可見透射光譜、原子力顯微鏡、霍爾儀、暗電導(dǎo)溫度關(guān)系等方法研究了退火熱處理前后S

3、nO<,2>薄膜的微觀結(jié)構(gòu)、原子組份、表面形貌以及光學(xué)和電學(xué)的性質(zhì)，比較了退火處理前后薄膜性質(zhì)發(fā)生的變化。結(jié)果表明：PECVD法沉積的未摻雜SnO<,2>薄膜表面光滑平整，經(jīng)過熱處理后的薄膜，從非晶轉(zhuǎn)化為四方相多晶結(jié)構(gòu)，晶粒的生長(zhǎng)更加完全且薄膜表面粗糙度明顯減??；載流子濃度和霍耳遷移率都有增大，電導(dǎo)率增加近10倍。由于用四氯化錫作源，薄膜中有一定含量的氯，其含量隨著退火溫度的增加而減小，其含量降低了近一個(gè)量級(jí)。這為優(yōu)化薄池轉(zhuǎn)換效率提供幫

4、助。然后，將由PECVD法制備并經(jīng)過退火的SnO<,2>薄膜作為HRT阻擋層應(yīng)用于小面積CdTe電池的研制。發(fā)現(xiàn)HRT阻擋層的引入有利于載流子的收集和通過。在對(duì)比了相同工藝下制作的有HRT阻擋層和無(wú)HRT阻擋層CdTe小面積的電池后，有高阻層的電池性能得到了明顯改善。Voc提高了4.59％，，ISC下降了2.19％，η提高10.5％，F(xiàn)F提高了6.05％。電池轉(zhuǎn)換效率和填充因子的提高主要得益于開路電壓的提高。 最后，本文對(duì)所得的