表面补偿的高雾度ZnO∶Al及其在硅薄膜太阳电池中的应用

发布时间：2018-09-03 10:12

【摘要】：采用稀盐酸对磁控溅射法制备的平面掺铝氧化锌(ZnO∶Al,AZO)薄膜表面进行湿法刻蚀制绒,分析了盐酸浓度和刻蚀时间对AZO薄膜表面的形貌特征和光电特性的影响。研究发现,湿法刻蚀导致AZO薄膜表面呈现大尺度的陨石坑形貌特征,随刻蚀时间增加,薄膜在大于500 nm的长波范围内光学透过率可维持在70%~75%,且800nm处雾度值可高达48%,陷光能力快速增加,而面电阻率呈现逐渐增加趋势。高的盐酸浓度可以导致薄膜表面呈现较快凹型形貌特征,并可给出较高的雾度值。为了在保持高雾度值的条件下改善薄膜导电性,在2%盐酸刻蚀30 s所制备绒面沉积300 nm AZO薄膜进行厚度补偿,所获得薄膜的表面方块电阻小于10Ω/sq,以其作为前电极所制成的单结薄膜电池转换效率达到9.24%。结果表明,采用酸性刻蚀+厚度补偿方法所制备的绒面AZO薄膜可兼顾高雾度和低电阻的性能要求,是用作硅基薄膜太阳电池前电极的理想材料。
[Abstract]:The wet etching of ZnO:Al,AZO thin films prepared by dilute hydrochloric acid magnetron sputtering was carried out. The effects of hydrochloric acid concentration and etching time on the surface morphology and photoelectric characteristics of AZO thin films were analyzed. It was found that wet etching resulted in the appearance of large-scale craters on the surface of AZO thin films. With the increase of etching time, the optical transmittance of the films can be maintained at 70%~75% in the long wave range of 500 nm, and the haze value at 800 nm can reach 48%. The light trapping ability increases rapidly, while the surface resistivity increases gradually. High hydrochloric acid concentration can lead to a rapid concave morphology on the film surface and give a higher haze value. A 300 nm AZO thin film was deposited by 2% HCl etching for 30 seconds to compensate the thickness of the film. The square resistance of the film was less than 10_/sq, and the conversion efficiency of the single junction thin film battery was 9.24%. Cashmere AZO thin films prepared by the compensation method can meet the requirements of high fog and low resistance. It is an ideal material for the front electrode of silicon-based thin film solar cells.
【作者单位】： 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司;河北大学物理科学与技术学院;
【基金】：华能集团科技项目(TW-13-CERI01)
【分类号】：TM914.42

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本文编号：2219672