本文分別采用電子束蒸發(fā)和磁控濺射的方法在n 型摻雜(n-Si：H)膜上沉積了不同摻雜量和不同厚度的摻Al 的ZnO(ZnO：Al)薄膜。通過I-V 測試儀測試了兩種方法制備的ZnO：Al 薄膜與n-Si：H膜的接觸特性，結(jié)果顯示對于電子束蒸發(fā)制備的ZnO：Al 薄膜，當(dāng)摻雜濃度為2.5%時(shí)n-a-Si：H/ZnO：Al的接觸電阻z*小，在厚度變化不大的情況下，n-a-Si：H/ZnO：Al 的接觸電阻隨著ZnO：Al 厚度的增加而增大。而磁控濺射制備的ZnO：Al 薄膜，n-a-Si：H/ZnO：Al 的接觸電阻隨著厚度的增加而不斷減小。
半導(dǎo)體材料的薄膜化可以大幅度降低太陽能電池的成本，所以薄膜太陽能電池的研究已經(jīng)成為下一代光伏研究的熱點(diǎn)。要提高硅薄膜太陽能電池的效率，背反射電極(ZnO：Al)的加入至關(guān)重要。硅薄膜太陽能電池的短路電流是由光的透射、反射和載流子的復(fù)合所決定。背反射電極n/TCO/Al 的加入，使透過電池到達(dá)背電極的那部分再反射回來，進(jìn)行二次吸收，這樣可以增加I層的光吸收從而提高電池效率。提高短路電流是背反射電極的主要作用。
然而，對于pin 硅薄膜太陽能電池來講，在背反射電極n/TCO/Al 的制備時(shí)，要在n+ 層上濺射ZnO：Al 透明導(dǎo)電膜，由于濺射粒子能量很大，它對電池的轟擊比較嚴(yán)重，所以ZnO：Al 的濺射功率不能太大;要提高電池的轉(zhuǎn)換效率，就要盡量減小串聯(lián)電阻值，背電極和n+之間必須形成良好的歐姆接觸，盡量減少對載流子的阻擋作用。因此，為提高電池效率很有必要深入研究TCO/n 界面的接觸效應(yīng)。
本文采用PECVD法在ZnO：Al 薄膜上沉積了n-a-Si：H 薄膜，接著分別用電子束蒸發(fā)和磁控濺射法在n-a-Si：H 薄膜上制備ZnO：Al 薄膜，并對ZnO：Al 薄膜與n-a-Si：H 薄膜的電接觸特性進(jìn)行了研究，從而找到ZnO：Al薄膜的z*優(yōu)化條件。
1、實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)
用PECVD 法[9-10]在ZnO：Al 導(dǎo)電玻璃上沉積n-a-Si：H 薄膜，沉積條件為：電極間距(d=2 cm)，硅烷含量(SiH4%=2%)，硼烷含量(PH3%=0.8%)，沉積溫度(T=250 ℃)，氣體總流量(TF=187.4 sccm)，反應(yīng)氣壓(P=133.3 Pa)，沉積功率(Prf=50 W)。然后再在n-a-Si：H 薄膜上沉積ZnO：Al 薄膜，用兩種方法(1)電子束蒸發(fā)的沉積條件為：溫度：200 ℃，氧分壓：1×10-2 Pa，束流：40 mA，不同的摻雜量(Al2O3：ZnO)分別為2%、2.5%和3%，保持摻雜量為2.5%時(shí)，改變沉積時(shí)間分別為10 min、15 min、20 min、25 min 和30 min。(2)磁控濺射反應(yīng)條件為：溫度：200 ℃，氧流量：5.06 sccm，氬流量：18.6 sccm，濺射電流：1 A。不同厚度的反應(yīng)時(shí)間分別為：4 min、8 min 和10 min。z*后在樣品上蒸鍍鋁電極，對其進(jìn)行I-V 測試。
樣品的接觸特性用I-V 測試儀進(jìn)行了測量和分析，所用的儀器為美國吉時(shí)利公司生產(chǎn)的2182A 納伏表和2400恒流源。樣品的晶化率用Raman 譜進(jìn)行了測量和分析， 所用的儀器為Renishaw 2000。
2、結(jié)論
對于電子束蒸發(fā)制備的ZnO：Al 薄膜，摻雜濃度存在一拐點(diǎn)，當(dāng)摻雜濃度為2.5%時(shí)，n-a-Si：H/ZnO：Al 的接觸電阻z*小，這是因?yàn)樵趽诫s濃度為2.5%時(shí)ZnO：Al 薄膜的電阻率z*小;而保持摻雜濃度為2.5%時(shí)，n-a-Si：H/ZnO：Al 的接觸電阻隨著ZnO：Al 厚度的增加而不斷增大，分析認(rèn)為，厚度變化不大時(shí)，薄膜的性能基本相同(電阻率和結(jié)晶度差別不大)，但體電阻隨著厚度的增加而增加。
對于磁控濺射制備的ZnO：Al 薄膜，n-a-Si：H/ZnO：Al 的接觸電阻隨著厚度的增加而不斷減小，因?yàn)閷τ诖趴貫R射制備的ZnO：Al 薄膜來說，隨著ZnO：Al 厚度的增加，ZnO：Al 薄膜的電阻率不斷減小，結(jié)晶度也不斷變好。
