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% （ 32×40cm2 ） ； 2003 年 Muller 等 人 获 得 a-Si 电 池 的 初 始 转 换 效 率 为
9.2%（60×100cm2）。在 a-Si/?c-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。