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低温生长ITO薄膜及其在太阳电池中的应用 被引量:3

Low-temperature growth of ITO thin films for application in solar cells
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摘要 氧化铟锡(ITO)同时结合 了可见光范围内高透过率和高电导率等特性,被广泛应 用于Si基薄膜太阳电池中。本文侧重研究了采用反应热蒸发(RTE)技术低温(约160 ℃)生长ITO透明导电薄膜过程中 不同Sn掺杂含量对薄膜微观结构以及光电性能的影响。实验结果表明,随着Sn掺杂含量的增 加,ITO薄 膜微观结构稍有变化,薄膜的电子迁移率呈现先增大后减小的趋势,薄膜的光学带隙一定程 度上呈现展宽 趋势;对于较高的Sn掺杂含量,在低温条件下电离杂质散射和中性杂质散射成为影响电子迁 移率降低的重 要因素。经过薄膜生长优化,较佳的Sn掺杂含量为6.0wt.%,ITO 薄膜电阻率为3.74×10^-4 Ω·cm,电子迁移 率为47cm2/Vs,载流子浓度为3.71×10^20 cm^-3,且在380~900nm波长范围内的平均透过率约87%。将其应用于结构为SS/Ag/ZnO/nip a-S iGe:H/nip a-Si:H/ITO/Al的n-i-p型a-Si:H/a-SiGe:H叠层太阳电池, 取得的光电转化效率达10.51%(开路电压V oc=1.66V,短路电流密度Jsc =9.31mA /cm2,填充因子FF=0.68) 。 Transparent conductive tin-doped indium oxide (In2O3:Sn,ITO) thin f ilms used as anti-reflecting front electrodes in silicon-based thin film solar cells have been prepared by using t he low cost reactive thermal evaporation (RTE) technique at a low growth temperature of ~160℃.The structur al characteristics,optical and electrical properties of the ITO thin films are investigated with changing the Sn doping concentration.It is observed from XRD micro-structural properties tha t these polycrystalline ITO film s change little.Hall mobilities increase continuously from 38cm2/Vs to 47cm2/Vs and then decrease dra matically down to 30.9cm2/Vs for higher Sn-doping concentrations,and the optical band gaps are weakly affected (~4.02eV).The optimized ITO thin film deposited with the 6.0% of Sn-doping mass concentration exhibits a high avera ge transparency (~87%) in the wavelength range of 380-900nm,a low resistivity of 3.74×10^-4 Ω cm and a high Hall mobility of 47cm2/Vs. Furthermore,a hydrogenated amorphous silicon and silicon-germanium (a-Si:H/a -SiGe:H) double-junction solar cell fabricated with the optimized ITO front electrodes presents a high convers ion efficiency of 10.51%.
出处 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期286-292,共7页 Journal of Optoelectronics·Laser
基金 国家重点基础研究发展计划(2011CBA00705 2011CBA00706 2011CBA00707) 天津市应用基础及前沿技术研究计划(13JCZDJC26900) 天津市重大科技支撑计划(11TXSYGX22100) 科技部"863"高技术发展计划(2013AA050302) 中央高校基本科研业务费专项(65010341)资助项目
关键词 氧化铟锡(ITO)薄膜 反应热蒸发(RTE)技术 低温生长 Sn掺杂含量 薄膜太阳电池 indium tin oxide (ITO) thin film reactive thermal evaporation (RTE) low temperature )wth Sn-doping concentration thin film solar cell
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参考文献3

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共引文献7

同被引文献35

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