磁控溅射生长宽光谱HMGZO薄膜及其绒面结构研究
(0) 为适应高效率薄膜太阳电池应用,本文采用磁控溅射法生长三种不同沉积方式的氢化作用下Mg和Ga共掺杂ZnO(HMGZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜,并通过后续湿法刻蚀技术获得绒面结构.ZnO薄膜中借助Mg掺杂,实现光学带隙展宽,提高短波长区域(即近紫外区域,NUV)的光学透过率;而通过Ga和H的掺杂作用,改善ZnO薄膜的电学特性.由于三种不同沉积方式(摆动方式、衬底固定在左侧辉光区域正上方方式和衬底固定在整体辉光区域的正上方方式)下,相同时间内入射到衬底表面的粒子数量、粒子的能量和入射方向不同,使得薄膜的光电特性和结构特性不同.但三种方式溅射获得的HMGZO薄膜表面都相对平整,光学散射能力弱.我们选取光电特性最优的衬底(固定在整体辉光区域的正上方时制备的HMGZO薄膜)进行后续的湿法刻蚀处理,即采用体积百分比浓度为0.1％的稀HCl溶液对薄膜进行了不同时间的腐蚀.HCl溶液腐蚀时间较短时,薄膜表面呈现相对小而均匀的弹坑状结构;而随着腐蚀时间的增加,薄膜表面出现复合型尺寸弹坑状形貌;当腐蚀时间较长时,薄膜呈现疏松的表面结构.HMGZO薄膜的表面粗糙度RMS值呈现先增加而后减小的趋势,绒度(Haze)值也出现相同的变化规律.当腐蚀时间为35s时,HMGZO薄膜的RMS值优于110nm,Haze值在800nm优于24％,薄膜的电阻率略有升高.此种宽光谱绒面结构HMGZO薄膜可有效地提高硅基薄膜太阳电池性能.
太阳能电池 透明导电氧化物薄膜 磁控溅射法 生长机制 绒面结构 光电特性
刘杰铭 陈新亮 梁俊辉 张德坤 赵颖 张晓丹
南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室,光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,天津300071
国内会议
北京
中文
345-351
2014-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）