一种绒面结构ZnO-TCO薄膜的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN103413869A

    公开(公告)日:2013-11-27

    申请号:CN201310294317.6

    申请日:2013-07-15

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种绒面结构ZnO-TCO薄膜的制备方法及其应用,绒面结构ZnO-TCO薄膜的结构特征为玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B/超薄ITO薄膜/高导电透明ZnO:B薄膜,制备步骤是:1)利用MOCVD技术在玻璃衬底上生长绒面结构低含量硼掺杂ZnO透明导电薄膜;2)利用热蒸发技术生长超薄Sn掺杂In2O3薄膜;3)在该薄膜上生长小晶粒尺寸的高导电和高透明ZnO:B薄膜。本发明的优点:MOCVD技术获得的ZnO薄膜,在较低B掺杂情况下可降低自由子流子浓度,提高薄膜电子迁移率;热蒸发技术生长超薄ITO薄膜,促进ZnO薄膜的生长取向,促进晶化;用于pin型Si基叠层薄膜太阳电池,可实现较高光电转化效率。

    一种p型非晶硅碳-纳米颗粒硅多量子阱窗口层材料

    公开(公告)号:CN102903767A

    公开(公告)日:2013-01-30

    申请号:CN201210436043.5

    申请日:2012-11-05

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50

    Abstract: 一种p型非晶硅碳-纳米颗粒硅多量子阱窗口层材料,是采用层递式沉积方法制备的由宽带隙非晶硅碳薄膜和窄带隙p型纳米颗粒硅薄膜交替生长的多层材料,非晶硅碳薄膜的厚度为2-8nm,p型纳米颗粒硅薄膜的厚度为2-8nm,如此循环沉积多次,直至形成总厚度为20-50nm的p型非晶硅碳-纳米颗粒硅多量子阱材料;该p型非晶硅碳-纳米颗粒硅多量子阱窗口层材料用于硅基薄膜太阳电池。本发明的优点是:该材料光学带隙可达2.0~3.7eV,电导率可达0.1~5.0S/cm;该材料用于硅基薄膜太阳电池,可显著提高电池的开路电压,降低窗口层的光吸收损失,提高电池的短波响应和短路电流密度,提高光电转换效率。

    太阳电池用宽光谱陷光透明导电薄膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN102637751A

    公开(公告)日:2012-08-15

    申请号:CN201210149194.2

    申请日:2012-05-15

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 薄膜太阳电池用宽光谱陷光透明导电薄膜及其制备方法。该方法利用对沉积薄膜工艺过程的有效调控,实现具有宽光谱陷光的ZnO薄膜的制备。首先在衬底上沉积ZnO薄膜,经过湿法腐蚀工艺处理后得到具有大“弹坑状”的陷光绒面层;随后在陷光绒面层上采用MOCVD沉积技术再沉积一层兼有小“类金字塔”绒度的ZnO薄膜;最后形成具有宽光谱陷光的透明导电氧化锌薄膜材料。本发明所述氧化锌为掺杂半导体,如ZnO:Al、ZnO:Ga、ZnO:B、ZnO:Mo、ZnO:W,n型半导体材料,可应用于非晶硅基、微晶硅基、纳米硅基薄膜的单结及多结太阳电池。

    一种玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN102418080A

    公开(公告)日:2012-04-18

    申请号:CN201110371527.1

    申请日:2011-11-21

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜的制备方法,以二乙基锌和水为源材料,以硼烷B2H6为掺杂气体,采用金属有机化学气相沉积法在玻璃衬底上生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,分两步进行:1)在玻璃衬底上生长一层大晶粒尺寸的“类金字塔”状结构ZnO薄膜;2)在上述ZnO薄膜生长一层小晶粒尺寸的“圆球”状结构ZnO薄膜;该玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜用于pin型“微晶硅”薄膜太阳电池或“非晶硅/微晶硅”叠层薄膜太阳电池。本发明的优点是:该制备方法工艺简单,便于大面积生产推广;通过工艺技术兼容的两步法生长技术,有利于实现可见光及近红外区域光散射和后续硅基薄膜沉积,可有效提高太阳电池的光电转换效率。

    一种梯度氢气法生长绒面结构ZnO-TCO薄膜及应用

    公开(公告)号:CN102199759A

    公开(公告)日:2011-09-28

    申请号:CN201110132760.4

    申请日:2011-05-20

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种梯度氢气法生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,以玻璃衬底为基片,以ZnO:Ga2O3或ZnO:Al2O3作为靶材原料,溅射气体为Ar气,溅射过程中引入氢气且在溅射镀膜周期中氢气流量呈梯度变化,利用磁控溅射镀膜技术制备绒面结构ZnO-TCO薄膜。本发明的优点是:相比于正常氢气流量下利用磁控溅射镀膜技术获得的绒面结构ZnO-TCO薄膜,利用梯度氢气流量法生长的绒面结构ZnO-TCO薄膜具有较好的透过率和较好的电学特性,且薄膜的绒面结构取得明显改善;该薄膜应用于微晶硅薄膜电池或非晶硅/微晶硅叠层薄膜太阳电池,可提高光散射作用,增加入射光程,有效降低有源层厚度,提高Si基薄膜太阳电池的效率和稳定性。

    溅射法生长高迁移率绒面结构IMO/ZnO复合薄膜及太阳电池应用

    公开(公告)号:CN101572279B

    公开(公告)日:2011-06-15

    申请号:CN200910069202.0

    申请日:2009-06-10

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种磁控溅射技术生长新型高迁移率绒面结构IMO/ZnO透明导电薄膜及太阳电池应用的方法。此种技术生长IMO/ZnO薄膜分两个阶段进行。首先,利用溅射技术玻璃衬底上生长高迁移率IMO(即Mo掺杂In2O3)透明导电薄膜,薄膜厚度50-150nm;其次,利用溅射技术生长Al或者Ga低掺杂ZnO薄膜,薄膜厚度500-1200nm,而后借助湿法刻蚀技术创造出绒面结构特征。新型复合TCO薄膜的结构特征是玻璃/高迁移率IMO薄膜/绒面结构ZnO。典型薄膜电阻率~2-8×10-4Ωcm,方块电阻~5-15Ω,载流子浓度~3-10×1020Ωcm,电子迁移率~30-90cm2V-1s-1,可见光和近红外区域平均透过率~80%。高迁移率绒面结构IMO/ZnO薄膜提高了近红外区域光谱透过(λ=800-1500nm),并增强了对入射光的散射,可应用于pin型Si基薄膜太阳电池,尤其是a-Si/μc-Si叠层薄膜太阳电池。

    MOCVD法超低温制备高电导率、绒面未掺杂ZnO薄膜

    公开(公告)号:CN1945858A

    公开(公告)日:2007-04-11

    申请号:CN200610016251.4

    申请日:2006-10-24

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 一种MOCVD技术超低温制备高电导率、绒面未掺杂ZnO薄膜的方法。首先利用电子束蒸发技术或者溅射方法在玻璃衬底上沉积一层50-100nm高电导的ITO薄膜作为种子诱导层,其通常具有很好的电导率(~10-4Ωcm);然后利用MOCVD技术低温生长未掺杂的ZnO薄膜。该方法在很低的温度下即可制备具有良好光散射能力的绒面结构ZnO薄膜;其次在不需要B2H6掺杂的情况下,可大幅度降低MOCVD系统生长ZnO薄膜的电阻率(可降至~10-3Ωcm)。通过后续H2低压退火可使薄膜的电子迁移率从~18.6cm2/Vs提高到~32.5cm2/Vs(提高~30%)。该方法特别适合大面积ZnO薄膜的制备。

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