[发明专利]一种绒面结构ZnO-TCO薄膜的制备方法及其应用

摘要

一种绒面结构ZnO-TCO薄膜的制备方法及其应用，绒面结构ZnO-TCO薄膜的结构特征为玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B/超薄ITO薄膜/高导电透明ZnO:B薄膜，制备步骤是：1）利用MOCVD技术在玻璃衬底上生长绒面结构低含量硼掺杂ZnO透明导电薄膜；2）利用热蒸发技术生长超薄Sn掺杂In2O3薄膜；3）在该薄膜上生长小晶粒尺寸的高导电和高透明ZnO:B薄膜。本发明的优点：MOCVD技术获得的ZnO薄膜，在较低B掺杂情况下可降低自由子流子浓度，提高薄膜电子迁移率；热蒸发技术生长超薄ITO薄膜，促进ZnO薄膜的生长取向，促进晶化；用于pin型Si基叠层薄膜太阳电池，可实现较高光电转化效率。

主权项

一种绒面结构ZnO‑TCO薄膜的制备方法，其特征在于：所述绒面结构ZnO‑TCO薄膜的结构特征为玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B/超薄ITO薄膜/高导电透明ZnO:B薄膜，制备步骤如下：1）以玻璃为衬底，以纯度为99.995%的二乙基锌和水为原料，以氢稀释浓度为1.0%的硼烷B2H6作为掺杂气体，利用MOCVD技术，生长玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B透明导电薄膜，薄膜厚度为1000‑1800nm，利用MOCVD技术的工艺参数：基片衬底温度为135‑165℃，B2H6掺杂气体流量为二乙基锌流量的0.1‑1.0%，反应压力为1.0 Torr，生长速率为20‑100 nm/min；2）以纯度为99.99%的In‑Sn合金为原料，In‑Sn合金中Sn掺杂的重量百分比含量为6.0‑10.0%，以纯度为99.99%的O2气作为反应气体，利用热蒸发技术在上述获得的玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B透明导电薄膜上生长超薄Sn掺杂薄膜，薄膜厚度为2‑15nm，利用热蒸发技术的工艺参数：衬底温度为235‑350℃，蒸发电压为5V，蒸发电流为200A，蒸发速率为0.01nm/s，O2分压为1.5‑2.5×10‑1Pa；3）以纯度为99.995%二乙基锌和水为原料，氢稀释浓度为1.0%的硼烷B2H6作为掺杂气体，利用MOCVD技术在上述玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B/超薄ITO薄膜上生长小晶粒尺寸高电导ZnO:B透明导电薄膜，薄膜厚度50‑300nm，利用MOCVD技术的工艺参数：衬底温度为135‑165℃，B2H6掺杂气体流量为二乙基锌流量的1.0%，反应压力为1.0 Torr，生长速率为20‑100 nm/min。