阳光能源全新出击 高效投入稳得利

　　前透明导电氧化物薄膜(TCO)的研究

　　当前采用具有一定绒度的TCO薄膜是提高薄膜硅太阳能电池效率的有效途径，这是因为入射光线在TCO绒面或背反射电极处被散射，由于散射光在薄膜中具有更长的光程，因此被吸收的几率更大。目前大规模商业化的TCO是使用常压化学气相沉积掺氟的SnO2(FTO)。Oerlikon公司采用低压化学气相沉积(LPCVD)掺硼的ZnO，由于制备的TCO表面具有一定的绒度，可直接用在电池上。Meier 等人通过优化LPCVD沉积工艺参数获得的ZnO:B整体性能优于FTO ，在此基础上获得单结非晶硅薄膜太阳能电池的稳定效率达到9.1%。但是目前国际上研究的热点是利用磁控溅射技术沉积掺Al的ZnO(AZO)，由于 AZO薄膜的主体Zn、A1在自然界中的储量丰富，生产成本低，具有价格优势;而且AZO具有FTO薄膜无法相比的优越性：无毒、氢等离子中的稳定性高、制备技术简单、易于实现掺杂等;最重要的是AZO在光、电特性方面可满足当今商用FTO薄膜的一切指标。使用溅射技术沉积的AZO表面光滑，但是通过稀 HCl溶液腐蚀后可获得具有优异陷光能力的表面。

　　为典型的在AZO织构表面与光滑表面上获得的电池量子效率图，可看到在织构的表面上将获得更大的电流密度。图3为使用三种制备TCO技术获得的TCO表面形貌图。目前大面积溅射AZO还处于研发阶段，主要的研究方向是提高大面积溅射的均匀性与提高靶材的利用率。2001年，Muller等人在AZO上获得了a-Si电池的初始转换效率为9.2%(32×40 cm2);2003年Muller等人获得a-Si电池的初始转换效率为9.2%(60×100 cm2)。在a-Si/?c-Si叠层电池的方面，2001年，O.Kluth等制备电池的初始转换效率为12.1%(1cm2);2004 年，Hüpkes等制备电池的初始转换效率为9.7%(64cm2);2008年，Tohsophon等制备的电池在不同面积下的转换效率分别为 10.7%(64cm2)和9.6%(26×26cm2)。随着大面积溅射AZO技术的成熟，未来将会在薄膜硅太阳能电池中占有一席之地。