ZnO是一种n型直接带隙半导体材料，室温下禁带宽度Eg为3.37 eV。由于其原材料丰富且无毒，具有高电导和高透过率，并且在H等离子体环境中性能稳定，因此，在太阳电池领域，ZnO作为透明导电氧化物薄膜(transparent conductive oxide-TCO)受到了研究者的广泛关注。为进一步提高Si薄膜太阳电池的效率和稳定性，加快产业化进程，器件中作为陷光结构的绒面ZnO薄膜前电极和背反射电极显得尤为重要。本论文利用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition-MOCVD)技术在玻璃衬底上生长出了高质量的 ZnO-TCO薄膜并应用于Si薄膜太阳电池，具体研究内容和创新工作如下： 1.在国内，首次利用MOCVD技术制备出了应用于Si薄膜太阳电池的ZnO-TCO薄膜。详细地研究了反应压力、衬底温度、源材料气体流量和薄膜厚度等参数对生长ZnO薄膜的影响。研究结果表明，合适的低压～200 Pa有利于制备绒面结构ZnO薄膜；随着衬底温度升高，ZnO薄膜的微观结构逐渐从球状晶粒转变成"类金字塔"状、然后转变成"岩石"状晶粒，这种微观结构的演变可归因于ZnO薄膜的晶体表面能不同。"类金字塔"状晶粒(衬底温度Ts=4.23 K)是Si薄膜太阳电池期望得到的陷光结构，并且此时薄膜具有较低的电阻率和高的迁移率，1000 nm厚薄膜的平均透过率～85％。DEZn流量主要影响薄膜的生长速率，并且有效调制薄膜的微观结构；H<,2>O流量主要调节薄膜的电学特性。 2.详细地研究了B<,2>H<,6>掺杂气体(即B掺杂)对ZnO薄膜的微观结构、光学和电学性能的影响。研究结果表明，B掺杂有效地降低了薄膜的电阻率，并且有利于提高薄膜的电学稳定性。同时，B掺杂可以影响不同初始取向的ZnO薄膜的性能。ZnO薄膜的B掺杂影响了薄膜的微观结构，如在(002)峰晶体取向掺杂可降低其衍射强度，薄膜晶粒尺寸变小；在(101)峰晶体取向掺杂可诱导出"类金字塔"状绒面结构(110)峰晶体取向。透过率测试表明，光学性能上的明显变化是光学带隙展宽，可归因于Burstein-Moss效应；通过光致发光(PL)测试，有力地说明了B掺杂提高了ZnO薄膜的晶体质量，大幅度降低了与O缺陷等相关的发光峰，此时薄膜的导电机制主要是B杂质导电占主导地位，而不是ZnO薄膜的本征缺陷导电。B掺杂ZnO薄膜(ZnO：B)电阻率可达到1.2×10<-3>Ωcm，迁移率30.5 cm<2>/Vs，平均透过率85％。473 K退火温度下H<,2>低压退火可有效提高薄膜的电子迁移率，改善薄膜的电阻率。 3.提出了种子层诱导的两步法生长ZnO薄膜的思想。利用电子束蒸发技术和MOCvD技术分别制备ITO种子层和ZnO薄膜，研究结果发现，对比于直接生长绒面MOCVD-ZnO薄膜，两步生长技术一方面改善了薄膜的电阻率，另一方面在更低生长温度下，可诱导出"类金字塔"状的绒面结构特征；ITO种子层的应用降低了glass/ZnO界面处ZnO非晶层的厚度，促进了ZnO薄膜的晶化。 4.初步提出并研究了绒面结构ZnO薄膜的CH<,3>COOH湿法刻蚀技术。它可以调制ZnO薄膜的粗糙度和晶粒形状，即表面改性，使薄膜表面趋于"柔和"，有望更好地应用于μc-Si薄膜太阳电池前电极。 5.将MOCVD技术制备出的绒面ZnO前电极应用于a-Si薄膜太阳电池，其电池性能与日本Asahi U-type SnO<,2>薄膜相当；另外，ZnO薄膜应用于背反射电极，可有效提高短路电流密度2-5 mA/cm<2>，从而极大地提高了电池的转换效率。当前，我们获得了20 cm×20 cm面积的集成型a-Si电池组件效率高达9.09％，10cm×10 cm面积的a-Si/μc-si叠层电池组件效率高达9.72％。