用于非晶硅薄膜太阳能电池的AZO薄膜研究

论文摘要

原位溅射的AZO薄膜由于其优异的光学、电学和压电特性以及其在薄膜电池和平板显示器上的应用前景引起了广泛的关注。另外,类单晶AZO薄膜由于其独特的性质,在光电器件尤其是非晶硅薄膜太阳能电池应用领域作用特殊。本文中利用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了类单晶AZO透明导电薄膜。研究了工艺参数对原位沉积的类单晶AZO薄膜的影响。XRD衍射图说明了制备的类单晶AZO导电膜的结晶性随着衬底温度和射频功率的升高变好。优化的条件下的类单晶AZO薄膜具有优异的C轴择优取向和几乎与单晶一样的尖锐的XRD衍射图谱。从FESEM可以看出类单晶AZO薄膜都具有均匀的晶粒,晶粒尺寸随着衬底温度和射频功率的升高增加。在衬底温度较低时制备的AZO薄膜,可以观察到不规则的陨石坑和柱状的结构,而当衬底温度较高时,观察到的形状是卵石状的。类单晶AZO薄膜在400-800nm的可见光区平均透过率为85%。在优化的工艺条件,衬底温度300℃,射频功率140W制备的薄膜晶粒尺寸为76.489nm,电阻率为4.176×10-4Ωcm。另一方面,本文中利用磁控溅射在室温下不同衬底上制备了AZO薄膜,并对不同衬底上的薄膜进行了对比。发现衬底对薄膜的特性有一定的影响,但是PI和不锈钢也很适合作为制备高质量AZO薄膜的衬底,虽然比玻璃上的AZO薄膜的性能稍差,但是,PI和不锈钢上的AZO薄膜也都具有良好的C轴择优取向,较好的结晶性和低的电阻率。沉积在PI和不锈钢衬底上的AZO薄膜的电阻率分别为6.336×10-4Ωcm和1.252×10-3Ωcm。不同衬底上的AZO薄膜在可见光区的透过率都是85%,衬底对薄膜的透过率几乎没有影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 AZO 透明导电薄膜的结构和特性
• 1.3 AZO 透明导电薄膜的应用前景
• 1.4 AZO 透明导电薄膜的研究现状和发展趋势
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 AZO 薄膜的制备和分析测试技术
• 2.1 AZO 薄膜的制备技术
• 2.2 AZO 薄膜的分析测试技术
• 3 类单晶AZO 薄膜的研究
• 3.1 磁控溅射的原理
• 3.2 类单晶AZO 薄膜的制备
• 3.3 类单晶AZO 薄膜的实验结果和讨论
• 4 不同衬底上AZO 薄膜性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 不同衬底上AZO 薄膜的制备
• 4.3 不同衬底上AZO 薄膜的实验结果和讨论
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利及获奖