專利名稱：一種絨面結(jié)構(gòu)bzo/hgzo復(fù)合薄膜及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硅薄膜太陽電池領(lǐng)域，特別是一種絨面結(jié)構(gòu)BZ0/HGZ0復(fù)合薄膜及在太陽電池中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氫化非晶硅(a_Si:H)的光學(xué)帶寬為1.7 eV左右，其吸收系數(shù)在短波方向較高， 而氫化微晶硅(Pc-Si:H)的光學(xué)帶寬約為1. 1 eV，其吸收系數(shù)在長波方向較高，并能吸收到近紅外長波區(qū)域，吸收波長可擴展至llOOnm，這就使太陽光譜能得到更好利用。

圖1給出了 a-Si:H、μ c_Si:H材料的吸收系數(shù)和相應(yīng)的太陽光譜利用范圍。此外，相比于非晶硅薄膜材料，微晶硅薄膜材料結(jié)構(gòu)有序性程度高，因此，微晶硅薄膜電池具有很好的器件穩(wěn)定性，無明顯衰退現(xiàn)象。由此可見，微晶硅薄膜太陽電池可較好地利用太陽光譜的近紅外光區(qū)域，而新型非晶硅/微晶硅(a-Si:H/yc-Si:H)疊層薄膜太陽電池將擴展太陽光譜應(yīng)用范圍，整體提高電池穩(wěn)定性和效率，參見J. Meier，S. Dubai 1, R. Platz, etc. Solar Energy Materials and Solar Cells, 49 (1997) 35、Arvind Shah, J. Meier, E. Vallat-Sauvain, etc. Thin Solid Films, 403-404 (2002) 179。晶粒尺寸對可比擬波長的光具有良好的散射作用。研究表明，絨面結(jié)構(gòu)(textured structure)透明導(dǎo)電氧化物一 TCO薄膜的應(yīng)用可以增強光散射作用，改善陷光效果，它對提高Si基薄膜太陽電池的效率和穩(wěn)定性(SW效應(yīng))起到?jīng)Q定性的影響，參見Α. V. Shah, H. Schade, Μ. Vanecek, etc. Progress in Photovoltaics, 12 (2004) 113。絨面結(jié)構(gòu)主要與薄膜的晶粒尺寸、晶粒形狀和粗糙度等因素有關(guān)。圖2形象地描述了 Si薄膜太陽電池中的陷光結(jié)構(gòu)，參見J. Muller, B. Rech, J. Springer, etc. Solar Energy, 77 (2004) 917。根據(jù)Drude理論，近紅外區(qū)的光學(xué)特性和材料的載流子濃度密切相關(guān)，其等離子體頻率和自由載流子濃度的平方根成比例，參見V. Sittinger, F. Ruske, W. Werner, etc. Thin Solid Films 496 (2006) 16
權(quán)利要求
1.一種絨面結(jié)構(gòu)BZ0/HGZ0復(fù)合薄膜，其特征在于具有玻璃/絨面結(jié)構(gòu)BZO/高電導(dǎo)率HGZO結(jié)構(gòu)，其中BZO為B摻雜ZnO,即ZnO:B, BZO薄膜厚度為(800-2500) nm ；HGZO為H 化 Ga 摻雜 ZnO，即 ZnO:Ga/H，HGZO 薄膜厚度為(200-800) nm。
2.一種如權(quán)利要求1所述絨面結(jié)構(gòu)BZ0/HGZ0復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于利用 MOCVD技術(shù)和磁控濺射技術(shù)相結(jié)合生長高遷移率絨面結(jié)構(gòu)BZO/高電導(dǎo)率HGZO薄膜，由以下步驟實現(xiàn)1)利用MOCVD技術(shù)，用純度為99.995%的二乙基鋅(DEZn)和水作為源材料，氫稀釋濃度為1%的硼烷IH6作為摻雜氣體，生長B低摻雜SiO透明導(dǎo)電薄膜，摻雜劑流量百分比含量為(0. 1_1)%，基片襯底溫度為130-180°C ；2)利用磁控濺射技術(shù)，用純度為99.99%的SiO = Ga2O3陶瓷靶材作為濺射靶材，摻雜劑 ZnO的重量百分比含量為(0. 5-1. 0) %，以及壓作為氣源材料，濺射氣體采用Ar氣體，生長高遷移率氫化鎵摻雜SiO (ZnO:Ga/H, HGZO)薄膜，玻璃基片襯底溫度為25_250°C。
3.—種如權(quán)利要求1所述一種絨面結(jié)構(gòu)BZ0/HGZ0復(fù)合薄膜的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用于pin型μ C-Si薄膜太陽電池和a-Si/μ C-Si疊層薄膜太陽電池。
全文摘要
一種絨面結(jié)構(gòu)BZO/HGZO復(fù)合薄膜，具有玻璃/絨面結(jié)構(gòu)BZO/高電導(dǎo)率HGZO結(jié)構(gòu)，其中BZO為B摻雜ZnO；HGZO為H化Ga摻雜ZnO；其制備方法是利用MOCVD技術(shù)和磁控濺射技術(shù)相結(jié)合生長高遷移率絨面結(jié)構(gòu)BZO/高電導(dǎo)率HGZO薄膜；該復(fù)合薄膜可應(yīng)用于pin型μc-Si薄膜太陽電池和a-Si/μc-Si疊層薄膜太陽電池。本發(fā)明的優(yōu)點MOCVD技術(shù)獲得的BZO薄膜具有絨面結(jié)構(gòu)，同時在較低B摻雜情況下有效地降低了自由載流子濃度，提高了薄膜電子遷移率，減少了對i近紅外區(qū)域的吸收；磁控濺射技術(shù)生長高電導(dǎo)并且具有高電子遷移率的HGZO薄膜，降低了對太陽光譜中近紅外區(qū)域的吸收。
文檔編號H01L31/20GK102176471SQ20111005872
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者孫建, 張建軍, 張德坤, 張曉丹, 王斐, 耿新華, 趙穎, 閆聰博, 陳新亮, 魏長春 申請人:南開大學(xué)