具有一定表面织构的前电极材料在薄膜太阳电池中有着重要的作用,通过有效的界面散射提高入射光在薄膜电池吸收层中的光程,实现入射光子在吸收层中的有效捕获,从而提高其吸收效率。通过对前电极材料陷光结构的调控,可以获得不同波段、不同程度的陷光效果。该特性已受到薄膜太阳电池领域的普遍关注,并被认为是当前进一步提高电池效率的有效手段。 　　本文着眼于当前薄膜太阳电池中最具前景的前电极材料之一——磁控溅射铝掺杂氧化锌透明导电薄膜(AZO)。针对硅基薄膜太阳能电池对于前电极透明导电薄膜陷光特性的要求,较为系统地探究了AZO薄膜绒面结构对薄膜太阳电池陷光及性能的影响。首先采用后腐蚀工艺,具体探究了陷光特性的主要影响因素——结晶尺寸及腐蚀形貌。通过调控沉积时间,获得不同厚度的AZO薄膜,并通过精确调控腐蚀时间,获得了具有不同绒面结构及陷光特性的AZO透明导电前电极材料,并应用于微晶硅薄膜太阳电池中。 　　实验结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦随之增大,绒度增大；随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势。当沉积薄膜初始厚度达2μm 时,其电阻率小于2.48×10-4 Ωcm,经180s稀盐酸(0.5 %)腐蚀后,绒面AZO薄膜的均方根粗糙度达195 nm,波长在400-1100 nm内的平均透过率达81.4%,在500 nm处绒度为84.3%,750 nm处绒度可达73.8%,方块电阻小于5Ω/sq,获得了初始效率为7.73%的高效微晶硅电池。 　　此外,本文采用微模板技术,借助具有规则表面结构的阳极氧化铝(AAO)透明薄膜作为模板制备获得了具有有序绒面结构的AZO透明导电前电极材料。通过对阳极氧化过程中阳极电压及氧化时间的调控,实现了对 AAO 模板结构的调控。通过在AAO模板上后溅射AZO薄膜,获得了具有一定周期结构的W型绒面结构,且其周期特性受 AAO 薄膜周期结构所调控。并将该规则性周期陷光前电极应用于非晶硅薄膜太阳电池中。 　　通过优化获得,波长在400nm-1100nm内的平均绒度可达到27.58%,平均透过率超过81.26%,方块电阻小于8.7Ω/sq的具有规则W型陷光结构的透明导电前电极。将其初步应用于非晶硅薄膜太阳电池中,获得了电池全光谱范围内量子效率的明显提高,电流密度提高 0.9mA/cm2,表明了其良好的陷光效果,具有一定的应用潜力。