本文關鍵詞：原子層沉積AZO薄膜及晶硅表面鈍化研究

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【摘要】：AZO薄膜是在ZnO中摻入Ⅲ族元素Al后而形成的，該薄膜不僅具有較高的載流子濃度和低電阻率，而且具有較好的光透過性，是一種優(yōu)秀的透明導電薄膜。AZO薄膜成本低廉、接近氧化銦錫薄膜的電阻率，是目前最有可能替代ITO薄膜，在發(fā)光二極管、薄膜晶體管、太陽能電池等領域展示了良好發(fā)展前景。本文采用原子層沉積技術在石英基體上制備AZO薄膜，利用橢圓偏振儀、原子力顯微鏡、X射線衍射儀、Raman光譜儀、紫外可見分光光度計、PL光譜、X射線光電子能譜儀、Hall效應測試儀系統(tǒng)地對樣品的生長速率、表面形貌、晶體結構、薄膜成分、光學與電學性能進行了表征和分析，并利用AZO鈍化晶硅表面并研究其鈍化機理。 研究不同鋁鋅循環(huán)比例對AZO薄膜性能的影響表明，隨著鋁鋅循環(huán)比例增加，纖鋅礦結構的AZO薄膜的（002）晶面生長受到抑制，晶粒尺寸減小，薄膜內晶界與缺陷增多；電阻率先降低后升高，鋁鋅循環(huán)比例為1:19，，電阻率最低，所有AZO薄膜可見光透射率大于80%，紫外吸收邊出現藍移現象，光學禁帶寬度提高。 研究不同沉積溫度對AZO薄膜性能的影響表明，沉積溫度升高，纖鋅礦結構的AZO（100）晶面生長受到抑制，促進了（002）晶面生長，表現出明顯c軸取向；晶體質量先提高后降低，當沉積溫度為150℃時，薄膜的晶體質量最佳，缺陷濃度最低，電阻率最低，為4.61×10-4cm；AZO薄膜的可見光透射率均大于80%，紫外吸收邊出現藍移。 AZO薄膜鈍化p型晶硅表面性能的研究表明，AZO鈍化p型晶硅，少子壽命由鈍化前的4.27μs提升至鈍化后的49.97μs，少子壽命提升近11倍，表面復合速率由鈍化前Seff"f5.3×103cm/s，降低為Seff"f500cm/s，表面復合速率降低了一個數量級，說明AZO薄膜具有良好的晶硅鈍化效果，該種鈍化機制屬于化學鈍化。
【關鍵詞】：鋁參雜氧化鋅 原子層沉積 低溫生長 晶態(tài)薄膜 太陽能電池鈍化
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2;TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 AZO 結構與摻雜10-12
• 1.3 AZO 薄膜光電性質12-15
• 1.3.1 AZO 薄膜的光學特性12-13
• 1.3.2 AZO 薄膜的電學特性13-15
• 1.4 AZO 薄膜制備方法15-18
• 1.4.1 磁控濺射15-16
• 1.4.2 金屬有機物化學氣相沉積16
• 1.4.3 原子層沉積16-18
• 1.5 AZO 薄膜在太陽能電池上的應用18-21
• 1.6 本課題的研究意義與內容21-22
• 2 原子層沉積制備 AZO 薄膜與表征方法22-29
• 2.1 實驗原料及預處理22
• 2.2 原子層沉積設備及操作流程22-24
• 2.3 實驗方案設計24-26
• 2.3.1 AZO 薄膜沉積方法及改進24-25
• 2.3.2 AZO 薄膜制備方案設計25-26
• 2.3.3 AZO 薄膜鈍化方案設計26
• 2.4 檢測儀器26-29
• 3 鋁鋅循環(huán)比例對 AZO 薄膜性能的影響29-38
• 3.1 AZO 薄膜生長速率29-30
• 3.2 AZO 薄膜晶體結構30-31
• 3.3 AZO 薄膜表面形貌31-32
• 3.4 AZO 薄膜成分分析32-33
• 3.5 AZO 薄膜電學性能33-34
• 3.6 AZO 薄膜光學性能34-37
• 3.7 小結37-38
• 4 沉積溫度對 AZO 薄膜結構及性能的影響38-46
• 4.1 AZO 薄膜生長速率38-39
• 4.2 AZO 薄膜晶體結構39-41
• 4.3 AZO 薄膜電學性能41-42
• 4.4 AZO 薄膜透射光譜分析42-43
• 4.5 AZO 薄膜光致發(fā)光譜分析43-45
• 4.6 小結45-46
• 5 AZO 表面鈍化晶硅太陽能電池46-54
• 5.1 AZO 表面鈍化技術的提出46-48
• 5.2 AZO 薄膜厚度對晶硅鈍化性能的影響48-49
• 5.3 退火工藝對晶硅鈍化性能的影響49-51
• 5.4 AZO 薄膜鈍化晶硅機制51-53
• 5.5 小結53-54
• 6 結論54-55
• 參考文獻55-58
• 攻讀碩士期間發(fā)表學術論文情況58-59
• 致謝59

【參考文獻】

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1 陳新亮;薛俊明;孫建;趙穎;耿新華;;絨面ZnO薄膜的生長及其在太陽電池前電極的應用[J];半導體學報;2007年07期

本文編號：521844