ATO薄膜太陽能電池電極的磁控濺射沉積及其光電轉(zhuǎn)換性能研究

【摘要】：以自制氧化錫銻(ATO)陶瓷靶材為原料,采用磁控濺射法于200℃、不同氧氣流量(0~15 cm3/min)下,同時在石英玻璃基片和銅鋅錫硫(CZTS)電池原件上制備了ATO薄膜電極。采用XRD、FESEM以及霍爾效應(yīng)測試等手段研究了氧氣流量對薄膜微觀結(jié)構(gòu)和光電性能的影響;采用太陽能效率測試儀測試了CZTS薄膜電池的光電轉(zhuǎn)換效率。結(jié)果表明:氧氣流量對薄膜的結(jié)晶度具有顯著影響,從而影響其平均可見光透過率和電阻率。當(dāng)氧氣流量從0 cm~3/min上升至5 cm~3/min時,薄膜結(jié)晶性提高使得平均可見光透過率下降;同時,薄膜中Sb~(3+)向Sb~(5+)轉(zhuǎn)變使得載流子濃度上升,電阻率下降。當(dāng)氧氣流量從5 cm~3/min上升至15 cm3/min時,薄膜結(jié)晶度降低,平均可見光透過率上升;而氧空位的急劇減少使得載流子濃度降低,電阻率上升。本實(shí)驗(yàn)所制備的ATO薄膜在氧氣流量為5 cm3/min時具有最低電阻率6.84×10~(-3)?·cm,平均可見光透過率85.49%,同一時間在CZTS電池上制備的ATO薄膜電極與基底結(jié)合牢固,且該CZTS電池具有最佳光電轉(zhuǎn)換效率1.47%。 【作者單位】： 武漢理工大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 氧化錫銻薄膜 磁控濺射 氧氣流量 光電轉(zhuǎn)換效率
【基金】：國家國際科技合作計劃(2011DFA52650)
【分類號】：TM914.42
【正文快照】： 透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜由于具有高的可見光區(qū)透射率(波長在400~760 nm范圍的平均透過率80%)、低的電阻率(可低至10-4?·cm),近年來備受推崇且廣泛應(yīng)用于平板顯示器(如液晶顯示屏,手機(jī)觸摸屏等)、薄膜太陽能電池、電致變色器件、熱反射膜、有機(jī)發(fā)光器件等領(lǐng)域[1-3]。氧化銦

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