用PECVD 法在不同織構ZnO:Al 上沉積了p-μc- Si:H 薄膜，研究了不同織構ZnO:Al 與p-μc- Si:H 薄膜的接觸特性，研究結果表明：在織構后的ZnO:Al 上沉積的p-μc- Si:H 薄膜的晶化率均大于在未織構的ZnO:Al 上沉積的p-μc- Si:H 薄膜，且織構ZnO:Al 與p-μc- Si:H 薄膜的接觸電阻也均小于未織構的，且織構時間最佳點為15 s。

　　由于半導體材料的薄膜化能夠大幅度降低太陽電池的成本，薄膜太陽電池的研究已經成為下一代光伏研究的關鍵[1~3]。硅薄膜太陽電池的研究是熱點，因為自然界中硅薄膜原材料相對豐富，而且硅薄膜太陽電池的制備技術也簡單，便于大面積連續(xù)、自動化生產，有助于將來的產業(yè)化發(fā)展[4~5]。在硅薄膜太陽電池的研究中，微晶硅薄膜太陽電池的研究已經成為焦點，因為微晶硅薄膜太陽電池的穩(wěn)定性好，同非晶硅薄膜太陽電池組成疊層電池將充分地利用太陽光譜，提高電池的光電轉換效率[6~7]。

　　微晶硅薄膜電池通常采用的結構glass/TCO/pin 或nip/TCO/Al 或Ag 背場[8]。其中ZnO 薄膜作為太陽電池的前后透明導電電極。ZnO 薄膜作為前電極的應用要求：高透過率、低電阻率、絨面結構和光學薄膜的增透性（一定的薄膜厚度）。ZnO 表面決定了TCO/p- Si 界面的面積和光學特性，極大地影響太陽電池的電學特性[9]，本文在不同織構時間的ZnO :Al 薄膜上沉積p-μc- Si:H 薄膜，研究了不同織構時間的ZnO:Al 薄膜與p-μc- Si:H 薄膜的接觸特性。

1、實驗設計及方法

　　本文用稀HF 酸對ZnO:Al 薄膜進行織構，織構時間分別為10 s、20 s、15 s、20 s，得到了不同粗糙度的ZnO:Al 薄膜[10]，然后用PECVD 法在它們上面沉積p-μc- Si:H 薄膜，研究表面粗糙度對接觸特性的影響。

　　實驗中所有樣品都是在沈科儀生產的星型式高真空PECVD 系統(tǒng)中的P 室沉積的，真空室的本底真空為6.67×10- 5 Pa[11]。射頻電源激發(fā)頻率為13.56 MHz。反應氣體為H2 稀釋的10%的硅烷，H2 稀釋的0.1%的硼烷和高純H2 的混合體。由于硼摻雜對p-μc- Si:H 薄膜有很大影響，從而對接觸電阻也有很大的影響，所以我們沉積了兩種不同摻雜的p-μc- Si:H 薄膜， 沉積條件分別為： 電極間距(d=2 cm)， 硅烷含量（SiH4%=1%），硼烷含量（B2H6%=0.1%），沉積溫度（T=150℃），氣體總流量（TF=236 sccm），反應氣壓（P=133.3 Pa），沉積功率（PRF=50 W），沉積時間（t=1 h）； 電極間距(d=2 cm)， 硅烷含量（SiH4%=1%），硼烷含量（B2H6%=0.15%），沉積溫度（T=150℃），氣體總流量（TF=200 sccm），反應氣壓（P=133.3 Pa），沉積功率（PRF = 50 W），沉積時間（t = 1 h）。

　　樣品的接觸特性用I- V 測試儀進行了測量和分析，所用的儀器為美國吉時利公司生產的2182 A 納伏表和2400 恒流源。樣品的表面形貌用SEM 進行了測量， 所用儀器為JSM- 6700F/INCA- ENERGY（日本電子）。樣品的晶化率用Raman 譜進行了測量和分析，所用的儀器為Renishaw 2000。

4、結論

　　采用PECVD 技術，在不同織構ZnO:Al 薄膜上沉積p-μc- Si:H 薄膜，測試結果分析表明：

　　（1）織構后的ZnO:Al 上沉積的p-μc- Si:H 薄膜的晶化率均大于未織構的ZnO:Al 上沉積的p-μc- Si:H 薄膜，可知絨面有利于p-μc- Si:H 薄膜的晶化， 織構時間為15 s 的ZnO:Al 襯底上沉積的p-μc- Si:H 薄膜的晶化率較高；

　�。�2） 織構后的ZnO:Al 與p-μc- Si:H 的接觸電阻均小于未織構的，織構時間為15 s 的ZnO:Al 與p-μc- Si:H 接觸電阻也較低，說明織構時間存在最佳點；

　�。�3）增大硼摻雜濃度，在不同織構ZnO:Al 襯底上沉積的p-μc- Si:H 薄膜的晶化率與輕摻雜的相比均下降，且接觸電阻均變大。

　　很多因素都會影響ZnO:Al/p-μc- Si:H 的接觸特性，它們之間應存在一最佳匹配值，此結果還有待進一步研究。

參考文獻

　　[1] 趙玉文. 太陽電池新進展[J]. 物理學與新能源材料,2004,33(2):99- 105.
　　[2] Guha S. Thin film silicon solar cells grown near the edge of amorphous to microcrystalline transition[J]. Solar Energy,2004 ,77 (6) :887.
　　[3] Kondo M, Mat suda A.Novel aspects in thin film silicon Cells- amorphous,microcrystalline and nanocrystalline silicon[J]. Thin Solid Films,2004 ,457 (1) :97.
　　[4] 梁宗輝,沈輝,許寧生，晶體硅薄膜制備技術及研究現(xiàn)狀[J].材料科學與工程學報,2003,21(4):577- 581.
　　[5] 徐慢,夏冬林,楊晟等，薄膜太陽能電池[J].材料導報,2006,20(9):109- 110.
　　[6] 張曉丹,趙穎,高艷濤,等.提高微晶硅薄膜太陽電池效率的研究[J].物理學報，2006,35(12):6697- 6700.
　　[7] 張曉丹,趙穎,高艷濤,等.微晶硅薄膜太陽中孵化層研究[J].半導體學報,2006,27(6):1030- 1033.
　　[8] 陳新亮,薛俊明,趙穎,等.ZnO- TCO 薄膜及其在太陽電池中的應用[J].材料導報,2006,20(5):22- 25.
　　[9] Furong Zhu, Takashi Fuyuki, Hiroyuki Matsunami et al . Assessment of combined TCO/metal rear contact for thin film amorphous silicon solar cells [J].Solar Energy Materials and Solar Cells, 1995, 39:1- 9.
　　[10] Patrick Campbell, Mark Keevers, Light trapping and reflection control for silicon thin films deposited on glass substrates textured by embossing [C]. IEEE, 2000:355- 358.
　　[11] 陳永生,楊仕娥,盧景霄,等.襯底材料對μc- Si:H 薄膜結構特性的影響[J]. 太陽能學報, 2006, 27 (2):116- 119.
　　[12] 吳自勤,王兵.薄膜生長[M].第一版, 北京, 科學出版社, 2001:179- 180.
　　[13] 朱鋒,趙穎,張曉丹,等.從p- a- SiC:H 到p-μc- Si:H 過程中材料特性的變化[J].人工晶體學報, 2004, 33(2):152- 155.