基于柔性衬底的ZnO透明导电薄膜的制备和性能研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangxiaojie33
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21世纪以来,全球范围内的传统能源的日益短缺和环境污染日益严重,使得可再生能源特别是太阳电池产业的发展和研究得到迅速发展,在各类太阳能电池中薄膜电池以节约能源,低成本等特点成为当前的研究和开发热点。在薄膜太阳能电池中,透明导电薄膜可作为透明电极和减反射膜层,其中,ZnO透明导电薄膜具有与ITO相比拟的透明导电性的同时,还具有原材料丰富、廉价、无毒、易刻蚀等诸多优点,其中易刻蚀和在氢等离子体气氛中的稳定性的特点,使得这类薄膜材料可以应用在硅基薄膜太阳能电池中,这也是ZnO基透明导电薄膜得到广泛关注的原因之一。薄膜太阳能电池的衬底对光伏器件的性能和应用范围有重要的影响,柔性衬底材料具有可弯曲,质量轻,便于运输,易于大面积卷轴生产等诸多优点。所以,随着器件轻便化、小型化的发展,基于柔性衬底的ZnO透明导电薄膜的应用前景毋庸置疑的。本论文基于ZnO及其Ga和Ga-Zr掺杂体系展开了柔性衬底ZnO-TCO的研究。利用磁控溅射法在柔性衬底PI和PET上制备ZnO及其掺杂薄膜,并对所制备薄膜进行X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见分光光度计,薄膜测厚仪和四探针电阻仪等相关测试。重点讨论了溅射时间、溅射压强、溅射功率和靶基距等工艺参数,掺杂元素和柔性衬底对所制备薄膜的结构和光电性能的影响。制备出了可与硬质衬底所制备的具有优异性能的ZnO及其掺杂薄膜薄膜相媲美的薄膜材料,为以后柔性基薄膜材料的应用提供一定的理论依据。
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