采用射频磁控溅射法制备F和Ga共掺杂ZnO薄膜的物理性质研究及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

摘要： 采用射频磁控溅射法在玻璃基板上共溅射沉积了F和Ga掺杂的ZnO薄膜。通过多种技术手段对制备的薄膜进行了表征。研究发现所有薄膜均呈具有六方纤锌矿结构的polycrystalline（多晶）形态，并呈现c轴择优生长取向。研究还考察了基板温度对薄膜表面形貌、电学及光学性能的影响，发现最佳生长温度为440°C，此时获得的薄膜电阻率为6.81×10?? Ω·cm，载流子浓度达2.61×102? cm?3，迁移率为35.1 cm2/V·s，在400-1200 nm波段透光率超过90%，并具有3.49 eV的宽光学带隙。将该最优薄膜用作钙钛矿太阳能电池的前电极接触层，实现了15.32%的高光电转换效率，表明此类薄膜在高性能薄膜太阳能电池领域具有重要应用前景。