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《高性能n型透明導(dǎo)電薄膜》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、高性能n型透明導(dǎo)電薄膜
2、新型p型透明導(dǎo)電薄膜
3、高性能增透納米結(jié)構(gòu)薄膜高性能n型透明導(dǎo)電薄膜(HighPerformancen-typeTransparentConductingFilms) 透明導(dǎo)電薄膜(TCO)由于具有高的可見光區(qū)透射率、高的紅外區(qū)反射率和對微波強的衰減性,同時具有低的電阻率等獨特的性能,因此得到了迅速發(fā)展且在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。n型透明導(dǎo)電薄膜是光伏電池中關(guān)鍵的光電配套材料,占非晶硅a-Si薄膜電池成本的30-40%。In2O3:Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)是已經(jīng)發(fā)展成熟的n型TCO材料
4、,分別大規(guī)模應(yīng)用于平板顯示和建筑/太陽光伏能源系統(tǒng)兩大領(lǐng)域。ZnO:Al(AZO)透明導(dǎo)電薄膜因價格便宜、來源豐富、無毒、易于大面積生產(chǎn),并且在氫等離子體中穩(wěn)定性要優(yōu)于ITO和FTO薄膜,同時具有較ITO薄膜更好的光電特性,因而成為ITO薄膜更有利的替代者,ZnO基透明導(dǎo)電膜體系近期更是成為世界范圍內(nèi)的研究開發(fā)熱點。光捕獲技術(shù)是當前薄膜太陽能電池高效化的關(guān)鍵之一,TCO的織構(gòu)化作為光捕獲技術(shù)的關(guān)鍵,正成為行業(yè)競爭的焦點。 我們的研究主要側(cè)重于:1.非銦、低銦TCO薄膜的低成本制備技術(shù);2.表面織構(gòu)化ZnO基透明導(dǎo)電膜體系的
5、低溫制備;3.高性能表面織構(gòu)化TCO薄膜在太陽能電池中的應(yīng)用?! ∥覀儾捎么趴貫R射兩步法室溫制備高性能表面織構(gòu)化的AZO薄膜,所制備的AZO薄膜,方塊電阻為(0.66Ω/sq)、可見透光率(-90%)、RMS粗糙度(40.2nm),指標均達到或超過文獻報道。新型p型透明導(dǎo)體(Novelp-typeTransparentConductingFilms) 透明導(dǎo)電材料是同時具有高度可見光透過性和良好導(dǎo)電性的半導(dǎo)體材料,被廣泛應(yīng)用于平面顯示、電子信息、建筑等領(lǐng)域中,也是新型高效太陽能電池的關(guān)鍵材料。p型透明導(dǎo)體的應(yīng)用極大地提高了
6、半導(dǎo)體器件的工藝窗口,拓展了半導(dǎo)體制造工藝。p型透明導(dǎo)體在電池中可用來替代金屬電極,進而降低不透明區(qū)域面積,提高受光面積。在新結(jié)構(gòu)電池上,p型透明電極的應(yīng)用同樣重要,若能將透明電極鑲嵌于多個吸光材料層間,及時將空穴和電子導(dǎo)出,就可以實現(xiàn)各太陽光波段光電轉(zhuǎn)換效率高的材料依次復(fù)合組成電池,從而最大程度地利用太陽光,大幅度提高光伏轉(zhuǎn)換的效率,進而降低光伏發(fā)電成本。 為解決可見透光和高p型空穴導(dǎo)電的相互制約導(dǎo)致高性能p型透明導(dǎo)體的稀缺,我們提出運用結(jié)構(gòu)功能區(qū)的概念,成功地將這兩個屬性在同一材料體系中實現(xiàn),開發(fā)出高性能的新型p型透明
7、導(dǎo)體體系;同時應(yīng)用渠道火花燒蝕(CSA)法、脈沖激光沉積(PLD)法、非真空液相法對已得的材料進行薄膜化以及透明p-n結(jié)元器件化的嘗試。已經(jīng)制備出Sr3Cu2Sc2O5S2晶體是迄今載流子遷移率最高的透明導(dǎo)體材料(240cm2·V-1·s-1);Cu自摻雜的CuAlS2的室溫下塊體導(dǎo)電率高達250S·cm-1,可以與商用ITO相媲美;分別采用CSA法和PLD法制備得到性能優(yōu)異的CuAlS2薄膜,在可見光范圍內(nèi)的透過率均高達70%,特別是用CSA法制得的CuAl0.9Zn0.1S2薄膜導(dǎo)電率高達61.7S·cm-1,大大優(yōu)于許
8、多已報導(dǎo)的p型透明導(dǎo)體薄膜;采用非真空液相法制備的α-BaCu2S2薄膜,其室溫電導(dǎo)率高達33.6S·cm-1,接近射頻磁控濺射法所制備薄膜的2倍;利用原位液相沉積方法制備的CuS薄膜,導(dǎo)電率高達2.03×103S·cm-1,方塊電阻154Ω/sq,薄膜厚度為560nm時透光率達到94%,此p型透明導(dǎo)電薄膜接近n型透明導(dǎo)電薄膜水平。高性能增透納米結(jié)構(gòu)薄膜(Nano-structuredBroadbandAntireflectiveFilms) 將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能的光伏電池產(chǎn)業(yè)是太陽能利用的重要組成部分。但發(fā)電成本高和光
9、電轉(zhuǎn)換效率低是目前制約太陽能電池大規(guī)模應(yīng)用的最大瓶頸。由于太陽能電池透明封裝材料對太陽光存在著不同程序的反射和吸收,造成7-8%的能量損失,而無法充分利用太陽能。如果在太陽能電池透明封裝材料表面制備一定的減反增透結(jié)構(gòu)或是涂層,可以使太陽光的透光率從92%左右提高到96%以上,從而提高太陽能電池的實際轉(zhuǎn)換效率0.3-0.5%。因而在現(xiàn)有電池片組件的基礎(chǔ)上,通過提高封裝材料(玻璃、PET塑料等)的透光率是目前提高太陽能電池組件轉(zhuǎn)換效率的最有效方法之一?! 「咝阅艿臏p反增透膜的關(guān)鍵在于設(shè)計出具有折射率漸變的特殊納米復(fù)合結(jié)構(gòu)或多尺度
10、微觀結(jié)構(gòu),通過各種先進納米制備技術(shù),實現(xiàn)封裝材料的高透過率。目前正進行的課題包括:單層和多層納米多孔低折射率減反射涂層,折射率梯度柱狀陣列結(jié)構(gòu)以及梯度薄膜,基底材料表面通過修飾或刻蝕形成亞波長表面微起伏的周期性結(jié)構(gòu),不同折射率的多尺度微觀復(fù)合的結(jié)構(gòu)?! ”菊n題獲得國家科技部973項目、中國