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作者：

黄延伟，张群，李桂峰

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摘要：

透明导电氧化物(TCO)薄膜因具有低电阻率和高透射率,从而广泛应用于平板显示器,太阳电池和透明电子器件等领域.由于太阳光在可见光范围(400-700 nm)的能量只占其发光全波长范围 (300-2500 nm)的43%,在紫外区域(300-400 nm)的能量仅占5%,在近红外区域(700-2500 nm)的能量却要占总能量的52%,而常见的 TCO 材料,如 In_2O_3:Sn(ITO),SnO_2:F 和 ZnO:Al 在近红外区域都具有高反射率和低透射率,限制了以它们作为透明电极的太阳电池对长波段太阳辐射能的有效利用.近年来,本课题组先后报道了掺钼/钨 In_2O_3高迁移率薄膜——IMO/IWO 薄膜,扩展了透射光谱的范围.然而,由于铟原材料价格昂贵,探索替代 In_2O_3基薄膜的材料成为今后透明导电薄膜研究的趋势之一.本实验通过脉冲等离子体沉积(PPD)和退火处理技术在石英衬底上制备了一种具有近红外高透射率的掺钨二氧化锡薄膜——SnO_2:W 薄膜.在掺钨含量为3 wt%,氩气压强为2.5 Pa,脉冲电流和压强分别为3.6 mA,-16kV 时制备的薄膜,经过800℃空气退火处理后,XRD 测试分析表明具有多晶结构,与二氧化锡的金红石结构相吻合.采用 DB-90型四探针仪和表面轮廓仪(Kosaka Laboratory ET3000)分别测量样品的方块电阻和膜厚,并计算得到薄膜的电阻率最低为6.84×10~(-4) ohm·cm.使用紫外/可见/红外分光光度计(Shimadzu UV3101PC)测量薄膜的透射率,结果表明其可见光(400-700 nm)和近红外(700-2500nm)平均透射率分别为85%和90%(不含基底).原子力显微镜(AFM) 测试分析得到薄膜的平均粗糙度为16.2 nm.掺钨二氧化锡透明导电薄膜的研究在探索 ITO 薄膜替代材料的研究方面具有重要意义,在提高太阳电池透明电极对太阳光谱能量的利用效率方面具有潜在的应用价值.

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关键词：

透明导电氧化物 太阳电池 薄膜 掺钨二氧化锡

会议名称：

中国真空学会2008年学术年会

会议地点：

中国云南昆明