本文關(guān)鍵詞：氫氣引入對(duì)寬光譜Mg和Ga共摻雜ZnO透明導(dǎo)電薄膜的特性影響　出處：《物理學(xué)報(bào)》2014年03期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：為適應(yīng)寬光譜高效率硅基薄膜太陽(yáng)電池的應(yīng)用需求,本文嘗試采用直流磁控濺射技術(shù)在553 K襯底溫度下生長(zhǎng)氫化Mg和Ga共摻雜ZnO(HMGZO)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜.通過對(duì)薄膜微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌、電學(xué)以及光學(xué)性能的測(cè)試和分析,詳細(xì)地研究了氫氣(H2)流量(0—16.0 sccm)對(duì)HMGZO薄膜結(jié)晶特性及光電性能的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:生長(zhǎng)獲得的HMGZO薄膜均為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)的多晶薄膜,擇優(yōu)取向?yàn)?002)晶面生長(zhǎng)方向.薄膜的生長(zhǎng)速率隨著氫氣流量的增加呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì),主要?dú)w因于濺射產(chǎn)額的減小.適當(dāng)?shù)臍錃庖霑?huì)引起晶粒尺寸的增加.隨著氫氣流量由0增加至4.0 sccm,ZnO薄膜電阻率從177?·cm急劇減小至7.2×10-3?·cm,主要是由于H施主的引入顯著地增加了載流子濃度;然而進(jìn)一步增加氫氣流量(4.0—16.0 sccm)造成電阻率的輕微增加,主要?dú)w因于載流子濃度的減小以及過多氫雜質(zhì)引入造成雜質(zhì)散射的增加.所有生長(zhǎng)獲得的HMGZO薄膜平均光學(xué)透過率在波長(zhǎng)λ～320—1100 nm范圍內(nèi)可達(dá)87%以上.由于Mg的作用及Burstein-Moss效應(yīng)的影響造成了帶隙展寬,帶隙變化范圍～3.49—3.70 eV,其中最大光學(xué)帶隙Eg可達(dá)～3.70 eV.
[Abstract]:In order to meet the needs of wide spectrum and high efficiency silicon thin film solar cells. In this paper, a direct current magnetron sputtering technique was used to grow transparent conductive oxide (TCO) with mg and Ga co-doped ZnOHMGZO at 553K substrate temperature. Thin films. Microstructures of thin films. Testing and analysis of surface morphology, electrical and optical properties. The flow rate of H _ 2H _ 2 was studied in detail. The experimental results show that the HMGZO films are polycrystalline with hexagonal wurtzite structure. The growth rate of the film decreases with the increase of hydrogen flow rate. The increase of grain size is due to the decrease of sputtering yield. With the increase of hydrogen flow rate from 0 to 4.0 SCC 路cm ~ (-1), the resistivity of ZnO films increases from 177? 路cm decreased sharply to 7.2 脳 10-3? 路cm, mainly due to the introduction of H donor significantly increased the carrier concentration; However, a further increase in hydrogen flow rate (4.0-16.0 sccm) results in a slight increase in resistivity. It is mainly attributed to the decrease of carrier concentration and the increase of impurity scattering due to the introduction of excessive hydrogen impurity. The average optical transmittance of all grown HMGZO films is at wavelength 位 320-1100. The band gap is widened due to the effect of mg and Burstein-Moss effect. The band gap range is 3.49-3.70 EV, and the maximum optical band gap E g can reach 3.70 EV.
【作者單位】： 南開大學(xué)光電子薄膜器件與技術(shù)研究所;南開大學(xué)光電子薄膜器件與技術(shù)天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;南開大學(xué)光電信息技術(shù)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào):2011CBA00705,2011CBA00706,2011CBA00707) 天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào):13JCZDJC26900) 天津市重大科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):11TXSYGX22100) 國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào):2013AA050302) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(批準(zhǔn)號(hào):65010341)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TM914.42
【正文快照】： 1引言透明導(dǎo)電氧化物(TCO)由于在光電器件應(yīng)用方面的巨大潛力受到了廣泛的關(guān)注,例如應(yīng)用在發(fā)光二極管,平板顯示和太陽(yáng)電池等器件中[1-5].錫摻雜的氧化銦(ITO)由于其杰出的光電性能被作為TCO廣泛應(yīng)用.然而考慮到銦的稀缺,眾研究者開始探索ITO的替代材料.其中,ZnO由于資源豐富,

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1417612