氢气对脉冲磁控溅射掺铝氧化锌薄膜性能地影响.pdf

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1、第二部分硅基薄膜太阳电池·561·氢气对脉冲磁控溅射掺铝氧化锌薄膜性能的影响李林娜陈新亮+张德坤张晓丹赵颖(南开大学光电子薄膜器件与技术研究所&南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室&南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室，天津300071)摘要采用脉冲磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌(AZ())薄膜，通常在纯氩气环境中制备的AZ0薄膜透过率较低。以AZO透明导电薄膜作为硅基薄膜太阳电池的前电池，较低的透过率将严重影响电池的光电转换效率，这对AZ0薄膜是十分不利的。为了提高AZ0薄膜的透过率，我们在溅射过程中加入一定流量的氢气，以高纯ZnO：A12@陶瓷靶为溅射靶材，制备AZ0透

2、明导电薄膜。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能，详细地研究了氢气流量对AZO薄膜性能的影响。溅射过程中引入氢气，可以促进薄膜的晶化，提高薄膜的迁移率和透过率(400～1100nm)。采用纯氩气溅射制备AZ0薄膜的电阻率为5．664×10—4Q·cm，加入氢气后薄膜的电阻率降低至4．435×10_4Q·cm。在Raman测试结果中，可以观察到表征氧空位缺陷的Raman峰(579crll．1)强度随氢气流量的增大而减小。与AZ0薄膜相比，在氢气气氛中溅射制备的Az0／H薄膜，腐蚀后更容易获得具有陷光效应的“弹坑”状表面形貌。关键词氧化锌；氢气流量；磁控溅射；太阳电池Effec

3、tsofHydrogenFluxontheAluminumDopedZincThinFilmsbyPulseMagnetronSputteringLiLinnaChenXinliang’ZhangDekunZhangXiaodanZhaoYing(Instituteofphoto-electronicthinfilmdevicesandtechniqueofNankaiUniversity&KeyLaboratoryofphotoelectronicsthinfilmdevicesandtechniqueofTianjin&KeyLaboratoryofOptoelectronic

4、InformationScienceandTechnology，ChineseMinistryofEducation，Tianjin，300071．China)AbstractAluminumdopedzincoxide(AZO)thinfilmswerepreparedbypulsemagnetronsputteringwithpureargongas．usuallyshowedrelativelylowtransmissioninourexperiments．ItWasunfavorableforAZOasfrontelectrodeforsiliconthinfilmsola

5、rcells．InordertoincreasethetransmissionofAZOthinfilms。wetriedtoaddhydrogengasintovacuumduringsputteringprocesses．Highpurityceramiczno：砧203tar-getandvariousflowrateofhydrogengaswereusedassourcematerials．Themicrostructure·surfaceinfor-mation。opticalandelectricalpropertiesofAZO／Hfilmswereinvestig

6、ated．Thecrystallization，HaUmobil-ityandtransmissionbetween400ntnand1100nmwereenhancedbyincreasingofl-hflowrate，andresis-tivityWasdecreased。thelowestresistivityofthesefilmswere4．435×10—4Q·cm，andweachievedAZOthinfilmswith5．664×10—4Q·cm．Inthisexperience，itwasobservedRamanpeakrelatedtodefectsdueto

7、O-vacancies(579cm。1)intheAZO／HthinfilmsgrownwithdifferentHzflowrates．Withincreasingofhydrogenflowrate，theintensityofRamanpeakat579cm—decreased．Finally，AZOandAZO／Hthinfilmswereetchedin0．5％dilutehydrochloricacid．ComparedwithAZOthinfilms，A