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HIT电池中的TCO技术进展
HIT电池中的TCO技术进展
王文静
中科院电工研究所
中国科学院大学
TCO的要求
电学特性
载流子收集和向前后金属的传递
对于a-Si(n)和a-Si(p) 的能带弯曲的优化(功函数匹配)
与Ag或Cu 的接触电阻低
光学特性
减反射
透光率 (300~1200nm),限制在IR处的吸收
没有对a-Si层的损坏
柔和的沉积条件 (200 ℃,无离子轰击)
阻止金属杂质的扩散 (Cu… )
适合组件封装
稳定性
没有蜕化 (空气、水汽)
透明导电膜的矛盾
TCO要求高电导率
σ=Nμ ——应该提高载流子浓度和迁移率,以提高电导率
N的提高会造成因自由载流子的等离子震荡而造成的在IR段的吸收(FCA)
→高迁移率( μ)的材料→高FF+高Jsc
目前大部分人使用的是ITO (In O :Sn)
2 3
In稀缺,很贵
→无In材料
透明导电膜的要求 掺杂 ↓
μ↑ 晶粒尺寸 ↑ 矛
盾
体电阻 ↓ 氧空位 ↓ II
掺杂 ↑
电阻 ↓ N ↑
氧空位 ↑
σ=Nμ 矛
接触电阻 ↓ ΔE↓ 功函数匹配 盾
I
中短波
透过率 ↑
透过率 ↑
长波
N ↓ 掺杂 ↓
透过率 ↑
一、TCO膜的光学特性
ITO的晶体结构
O 空位: In O 多出2个电子
In O 是方铁锰矿结构 2 3-x
2 3 施主杂质
一个晶胞中含16个化学式的In O : Sn掺杂:多出1个5S 电子
2 3
8个In3+处于b位置
受主杂质 O 间隙: In O 多出2个空穴
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