电子束蒸发制备掺铝氧化锌透明导电膜

摘要

在常规能源日益枯竭的今天，开发利用可再生能源已经成为各国的研究热点。太阳能做为一种洁净的可再生能源具有洁净、无污染等特点，因而极具应用价值。 太阳电池可以直接将光能转化为电能，是目前利用太阳能的主要手段之一。其中晶硅薄膜太阳能电池作为第二代太阳电池的代表具有广阔的应用前景。晶硅薄膜太阳电池中普遍采用透明导电膜作为电极材料。目前常用的透明导电膜有：ITO、SnO<,2>．F、ZnO：Al等。其中ZnO：Al(又称AZO)具有无毒、无污染、低成本等特点被视为晶硅薄膜电池理想的电极材料。 在本文中我们围绕本实验组多晶硅薄膜太阳电池的研究工作，利用电子束蒸发的方法在普通玻璃衬底上制备了AZO透明导电膜。分析了掺杂量、衬底温度对电子束蒸发制备．AZO薄膜光电性能的影响。并分别利用磁控溅射、电子束蒸发制备了晶硅薄膜电池背表面的电极。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、标准四探针、紫外可见光近红外分光光度计、I-V特性测试仪等实验手段分析了所制备电极材料的表面形貌、结晶情况、电学性质、光学性质以及背电极与N型Si：H膜的接触特性。 结果表明：(1)衬底温度为200℃，掺Al<,2>O<,3>量为2．5﹪w/w时，电子束蒸发法制的AZO薄膜电阻率最低可达5 × 10<'-3>Ω cm．可见光范围内平均透过率为85﹪．(2)与磁控溅射方法制备的AZO薄膜相比，电子束蒸发制备的AZO与N-Si：H的接触电阻较小。可见光范围内的复合反射率较高。对N型Si：H无损伤。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1太阳电池的发展简介

1.1.1第一代太阳电池

1.1.2第二代太阳电池

1.1.3第三代太阳电池

1.1.4小结

1.2 AZO透明导电膜在薄膜太阳电池中的应用

1.3AZO透明导电膜的研究现状和目前主要存在的问题

1.4开题思想及主要研究的内容

第二章AZO透明导电薄膜特点及研究现状

2.1透明导电膜与透明导电氧化物薄膜

2.2 AZO薄膜的结构特性

2.3 AZO的光电性能简介

2.3.1 AZO的光学性能

2.3.2 AZO薄膜的电学特性

2.4 AZO的优势

2.5 AZO的主要制备方法

2.6 AZO的应用

2.7 AZO国内外的研究现状

2.7.1 AZO薄膜在国外的研究发展概况

2.7.2 AZO薄膜在国内的研究概况

2.8本章小结

第三章AZO薄膜的制备方法及其测试手段

3.1电子束蒸发法制备AZO薄膜的设备简介及工艺原理

3.1.1电子束蒸发制备薄膜的工艺原理

3.1.2电子束蒸发设备的结构简介

3.2 AZO薄膜的制备

3.2.1靶材料的制备

3.2.2玻璃基片的清洗

3.2.3镀膜

3.3 AZO薄膜样品的性能表征

3.3.1结晶学分析

3.3.2电学性能测试

3.3.3表面形貌测试

3.3.4光学性能测试

3.4本章小结

第四章AZO薄膜的制备及数据分析

4.1实验参数

4.2所的样品的性能测试分析

4.2.1电学性能测试

4.2.2样品的表面形貌

4.2.3光学性能测试

4.2.4 XRD分析

4.3本章小结

第五章背表面透明导电膜的制备及性能研究

5.1背电极在薄膜太阳电池中的使用

5.2实验方法

5.3电子束蒸发法制备的AZO薄膜与N型非晶硅的接触特性

5.3.1AZO薄膜掺杂量对接触电阻的影响

5.3.2AZO薄膜厚度对接触电阻的影响

5.4电子束蒸发法制备AZO/Al的复合反射率

5.5磁控溅射法制备的AZO薄膜与N型非晶硅的接触特性

5.6磁控溅射法制备AZO/Al的复合反射率

5.7本章小结

第六章结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致 谢