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ZnO是一种n型直接带隙半导体材料,室温下禁带宽度Eg为3.37eV。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。 本文详细研究了衬底温度、源流量以及反应压力对ZnO薄膜微观结构和光电性能的影响。研究表明,衬底温度是生长绒面ZnO薄膜的首要参数,衬底温度决定了ZnO薄膜的微观结构类型,并对光电性能影响较大。DEZn流量、H2O流量以及反应压力可微调薄膜的微观结构以及光电性能。实验表明,在衬底温度为150℃,DEZn流量为80sccm,H2O流量为50sccm,反应压力200Pa时,制备出光电性能良好的ZnO薄膜,薄膜厚度约750nm,电阻率8.5×10-3Ωcm,迁移率25cm2/Vs,载流子浓度2.1×1019cm-3,在可见光范围内的平均透过率可达到80%; 研究了B掺杂对ZnO薄膜微观结构、光电性能的影响。研究表明,B掺杂有效消除了ZnO薄膜中的缺陷,使电学性能显著提高。掺杂后生长的ZnO:B薄膜电阻率为3.4×10-3Ωcm,迁移率22cm2/Vs,载流子浓度9×1019cm-3,在可见光区平均透过率约83%。将制备的ZnO:B薄膜应用于硅基薄膜太阳能电池,电池短路电流可提高约3mA/cm2,效率提高约1%左右。