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掺氢氧化铟薄膜的结晶现象
摘要： 研究了溅射沉积非晶态In2O3:H薄膜的结晶过程，探讨了沉积与结晶参数对结晶度和电子霍尔迁移率的影响。通过电子能量损失谱发现结晶薄膜中存在显著的金属铟偏析。研究表明约160°C的金属铟熔融会促进非晶In2O3:H薄膜的初始结晶。羟基的存在被认为与伴随晶间In-O-In键合的再结晶及晶粒生长有关。金属铟被推测为沉积态In2O3和In2O3:H薄膜提供了过量自由电子。紫外光电子能谱显示In2O3:H的功函数在结晶过程中从4 eV升至4.4 eV，对应氧化过程。同时红外波段透光率同步提升。相比环境空气中的氧气，水蒸气在超高真空高温条件下更易氧化金属铟。二次离子质谱结果表明该过程主要发生在表层约50 nm范围内。退火期间In2O3:H光学带隙增大约0.2 eV，表明存在掺杂效应，这很可能是由(In0)O??和(OH?)O?点缺陷共同引起的晶内现象。通过分析多种并存过程的复杂性与非平衡性，解释了文献中关于In2O3:H结晶机制的既有认知分歧。
关键词： 高迁移率、掺氢氧化铟（In2O3:H）、薄膜、透明导电氧化物（TCO）、结晶化
更新于2025-09-23 15:22:29
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时间依赖的简易水热法合成TiO2纳米棒及其光电化学应用
摘要： 在本研究中，我们报道了在透明导电氧化物（TCO）上通过简便水热法合成具有高密度金红石相的TiO2纳米棒，以增强太阳能电池应用性能。通过系统的XRD、UV-Vis-NIR分光光度计、FESEM、TEM、EDAX、XPS和光电化学测试，研究了其结构、光学、形貌、成分及电化学特性。结果表明，沉积的TiO2薄膜呈现纯金红石相的四方形晶体结构。光谱分析显示其在紫外区具有强光吸收特性，FESEM图像证实了TiO2纳米棒的时序生长过程。EDAX与XPS光谱证实形成了纯净的TiO2纳米棒。随时间变化的TiO2纳米棒生长的光电化学性能测试显示，其最高光电转换效率达到5.1%。
关键词： 水热合成、光电化学电池性能、单晶、光转换效率、二氧化钛纳米棒、透明导电氧化物（TCO）
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过反应等离子体沉积法制备的用于硅异质结太阳能电池的创新型宽光谱MGZO透明导电薄膜
摘要： 本研究通过反应等离子体沉积（RPD）技术结合软薄膜生长工艺，开发出宽光谱镁镓共掺杂氧化锌（MGZO）透明导电薄膜。在无需任何刻意基底加热处理的情况下，12分钟内即可制备出功函数约4.36 eV的MGZO薄膜。厚度为480纳米的MGZO薄膜在紫外-可见-近红外波段（波长约400-1200纳米）展现出约9.9×10?? Ω·cm的低电阻率和约82.6%的高透光率。XRD谱图显示随着薄膜厚度增加，MGZO薄膜呈现(103)晶向择优生长?；?80纳米厚MGZO前电极的硅异质结（SHJ）太阳能电池研制成功，截面SEM图像证实MGZO薄膜具有优异连续性，且c-Si金字塔结构顶部与底部均无裂纹与针孔。通过引入超薄SnOx缓冲层优化p-a-Si:H/TCO界面，进一步提升了电池效率。同时制备出双面MGZO薄膜的硅异质结太阳能电池，转换效率达19.02%。这些实验结果表明，低成本RPD法制备的MGZO透明导电氧化物材料可作为传统SHJ太阳能电池及其他光电器件中常用In?O?基材料的商业适用替代品。
关键词： 镁和镓共掺杂，太阳能电池，硅异质结（SHJ），氧化锌薄膜，透明导电氧化物（TCO），反应等离子体沉积（RPD）
更新于2025-09-19 17:13:59
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硅层对硅异质结太阳能电池中ITO和AZO生长的影响
摘要： 本文报道了针对硅异质结（SHJ）太阳能电池载流子选择性接触应用而设计的薄膜硅层上沉积氧化铟锡（ITO）的特性。研究发现，与沉积在氢化非晶硅薄膜（a-Si:H）上的ITO相比，沉积在氢化纳米晶硅（nc-Si:H）层上的ITO电子迁移率μe显著下降。nc-Si:H层不仅表现出比a-Si:H更高的结晶度，还具有显著增加的表面均方根粗糙度。透射电子显微镜（TEM）显示，这会促进ITO生长初期形成更小且断裂的特征结构。此外，二次离子质谱分析表明，来自薄膜硅层的氢在ITO中的渗透深度存在差异，这可能同时影响ITO和器件的钝化特性。与掺铝氧化锌（AZO）相比，我们发现AZO在nc-Si:H层上实际可能表现出更优特性。我们评估了优化器件中效率超过23%的SHJ太阳能电池内，改性ITO方阻Rsh对串联电阻Rs的影响。在设计以非晶或纳米晶层作为载流子选择性接触的太阳能电池时，应考虑这一特性。
关键词： 二次离子质谱法（SIMS）、氧化铟锡（ITO）、串联电阻、掺铝氧化锌（AZO）、透明导电氧化物（TCO）、透射电子显微镜（TEM）、硅异质结（SHJ）
更新于2025-09-16 10:30:52
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硅异质结太阳能电池前透明导电氧化物层的功率损耗：单结与四端叠层应用设计指南
摘要： 在硅异质结太阳能电池中，为最小化电学与光学损耗，需对前透明导电氧化物（TCO）层进行优化。本文提出了整体功率损耗最小化的设计准则——该研究突破了以往仅聚焦短路电流密度最大化的TCO优化局限——并据此为单结及基于硅的四端叠层应用指定了最优TCO方案。所采用的方法通过分析TCO载流子浓度、迁移率、厚度以及前电极指间距等参数，量化了前TCO层的关联损耗。对于典型迁移率约20 cm2·V?1·s?1、载流子密度2.5×102? cm?3的氧化铟锡（ITO）薄膜，在700-1200 nm红外波段（典型叠层结构中到达硅底电池的光谱范围），采用3 mm指间距与100-110 nm ITO厚度可实现损耗最小化；而相同电池在全光谱下作为单结器件运行时，其最优指间距为2 mm，最优ITO厚度为70 nm。本方法亦可便捷应用于非ITO类TCO材料、多种特定四端叠层架构，并经微调后适用于背TCO层。
关键词： 红外（IR）光谱、串联太阳能电池、硅异质结（SHJ）太阳能电池、透明导电氧化物（TCO）、四端结构
更新于2025-09-16 10:30:52
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近室温制备的高透明导电AZO薄膜的电学、光学、结构及形貌特性研究
摘要： 报道了一项关于通过三维受限直流磁控溅射法制备的不同厚度高透明导电掺铝氧化锌（AZO）薄膜的微观结构、电学、光学及形貌特性相关性研究。等离子体诊断表明，在高密度等离子体环境下，可在低温条件下制备出电阻率低至约5.2×10?? Ω·cm、最高透光率约89%、具有良好结晶结构和光滑形貌的AZO薄膜。薄膜特性间的关联性揭示：填充锌空位中的锌原子可能是制备出具有更优微观结构、高载流子迁移率及高浓度富集的AZO薄膜的关键因素。
关键词： AZO薄膜，三维受限磁控溅射，透明导电氧化物（TCO），等离子体加工
更新于2025-09-10 09:29:36
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掺钛氧化铟锡薄膜光电特性的研究
摘要： 本研究采用直流磁控溅射法制备了掺钛氧化铟锡（ITO）薄膜。在制备350纳米厚薄膜过程中，溅射功率固定为100瓦，衬底温度从室温升至500摄氏度。当沉积温度为400摄氏度时，掺钛ITO薄膜展现出优异性能：薄膜电阻率低至1.5×10??欧姆·厘米，载流子浓度高达4.1×1021厘米?3，载流子迁移率达10厘米2/伏·秒，在400-800纳米波长范围内平均可见光透过率达90%。该掺钛ITO合金具有卓越的载流子浓度（>1021厘米?3）和高优值（81.1×10?3欧姆?1），充分证明了钛掺杂的显著作用，表明其非常适用于光电器件应用。
关键词： 氧化铟锡（ITO）、透明导电氧化物（TCO）、磁控溅射、氧化物相关化合物
更新于2025-09-09 09:28:46
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化学喷雾热解法制备氧化锌薄膜的研究
摘要： 采用化学喷雾热解（CSP）技术，通过改变前驱体浓度，使用醋酸锌二水合物溶液在显微镜用玻璃基板上沉积氧化锌（ZnO）薄膜。通过粉末X射线衍射（XRD）、紫外分析和光致发光分析对制备的薄膜进行结构和光学表征。利用粉末XRD分析晶体学特性，XRD图谱显示具有c轴取向（002）的六方结构及自织构现象。采用紫外-可见光谱研究了优化后ZnO薄膜的光学透过率特性，光学研究表明该氧化锌薄膜在70%以上范围具有最大透过率，直接带隙值在2.9至3.2电子伏特范围内。在300纳米辐射激发下，2.506电子伏特的尖锐深能级发射峰主导光致发光光谱，同时存在较弱的3.026和3.427电子伏特深能级与近带边发射峰。
关键词： 光致发光，透明导电氧化物（TCO），紫外-可见光谱，氧化锌薄膜，CSP技术，X射线衍射（XRD）
更新于2025-09-09 09:28:46