过渡金属掺杂氧化铟透明导电薄膜初步研究-王光红

过渡金属 Hf掺杂 氧化铟透明导电薄膜初步 研究 王光红 1,2, 赵雷 1,2, 刁宏伟 1, 王文静 1,2 1中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室 , 中国科学院电工研究所 , 北京 100190 2 中国科学院大学 , 北京 100049 研究背景及意义 Hf掺杂 In2O3的电学及结构等性能 在电池中的应用 内容提要 ： 背景及意义： 金属导电性 +可见光范围的透明性 导电性能可以通过控制掺杂浓度等实现从绝 缘体、半导体到导体的 转变，电导率 正比于 载流子浓度和载流子迁移率 载流子浓度越大，透过率越低 选择掺杂元素的原则： (1)化合价高于 +3， 代替 In作为施主杂质 (2)离子半径接近于 In In(0.08nm) Sn +4(0.069nm) Hf +4(0.071nm) 常见掺杂元素： W、 Zr、 Mo、 Ti、 Ce、 H等 制备方法： 真空沉积： MS、 CVD、 PECVD、 ALD、 MOCVD、 PLD 、 LPCVD等 非真空沉积： 溶胶凝胶、超声喷雾、 APCVD等 不同氩气流量沉积薄膜的 XRD谱图 研究结果： 薄膜的 SEM表面及断面图 不同氩气流量沉积薄膜的电学特性 ρ:10-4 Ω cm (minimum value of 3.74× 10-4 Ω cm at 16 sccm) µ: 50.7 cm2/Vs n: 4.41× 1020 cm-3 不同厚度薄膜的透射光谱 可见光波段加权平均透过率超过 85% 在 a-SiGe薄膜电池中的应用： 短路电流提高 0.64mA/cm2 提高了长波段的光谱响应 小结： 根据光学和电学特性分析得到：掺 Hf氧化铟 薄膜可作为 TCO应用于太阳电池前后电极； 合适的氢气流量 ， 满足 TCO透过率的前提下 ， 改善其电学特性 。 谢谢