图

1 在织构 ZnO 表面沉积单结微晶硅薄膜太阳能电池(本征层厚度为 1 微米)的

QE、吸收 1-Rcell 以及影响电池吸收的因素

1.前透明导电氧化物薄膜(TCO)的研究
　　当前采用具有一定绒度的

TCO 薄膜是提高薄膜硅太阳能电池效率的有效途径，这

是因为入射光线在

TCO 绒面或背反射电极处被散射，由于散射光在薄膜中具有更长的光程 ，

因此被吸收的几率更大。目前大规模商业化的

TCO 是使用常压化学气相沉积掺氟的

SnO2(FTO)。Oerlikon 公司采用低压化学气相沉积(LPCVD)掺硼的 ZnO，由于制备的 TCO 表
面具有一定的绒度，可直接用在电池上。

Meier 等人通过优化 LPCVD 沉积工艺参数获得的

ZnO:B 整体性能优于 FTO ，在此基础上获得单结非晶硅薄膜太阳能电池的稳定效率达到
9.1%。但是目前国际上研究的热点是利用磁控溅射技术沉积掺 Al 的 ZnO(AZO)，由于 AZO
薄膜的主体

Zn、A1 在自然界中的储量丰富，生产成本低，具有价格优势;而且 AZO 具有

FTO 薄膜无法相比的优越性：无毒、氢等离子中的稳定性高、制备技术简单、易于实现掺杂
等

;最重要的是 AZO 在光、电特性方面可满足当今商用 FTO 薄膜的一切指标。使用溅射技术

沉积的

AZO 表面光滑，但是通过稀 HCl 溶液腐蚀后可获得具有优异陷光能力的表面。图 2

为典型的在

AZO 织构表面与光滑表面上获得的电池量子效率图，可看到在织构的表面上将

获得更大的电流密度。图

3 为使用三种制备 TCO 技术获得的 TCO 表面形貌图。目前大面积

溅射

AZO 还处于研发阶段，主要的研究方向是提高大面积溅射的均匀性与提高靶材的利用

率 。

2001 年 ， Muller 等 人 在 AZO 上 获 得 了 a-Si 电 池 的 初 始 转 换 效 率 为 9.2%(32×40 

cm2);2003 年 Muller 等人获得 a-Si 电池的初始转换效率为 9.2%(60×100 cm2)。在 a-Si/µc-Si
叠层电池的方面，

2001 年，O.Kluth 等制备电池的初始转换效率为 12.1%(1cm2);2004 年，

Hüpkes 等制备电池的初始转换效率为 9.7%(64cm2);2008 年，Tohsophon 等制备的电池在不
同面积下的转换效率分别为

10.7%(64cm2)和 9.6%(26×26cm2)。随着大面积溅射 AZO 技术的

成熟，未来将会在薄膜硅太阳能电池中占有一席之地。