论文总字数：16449字

摘 要

透明导电氧化物（Transparent Conductive Oxide，简称TCO）一般具有高可见光透过率、高导电性、红外范围内的高反射性，是功能薄膜材料中极具特色并且应用广泛的一种光电材料，广泛应用于太阳能电池以及一些其他领域上。二氧化锡因为存在氧空位或氧间隙，是本征n型宽带隙半导体材料，并且在电、磁、光、以及气敏等方面具有优良的性能，所以是最早受到人们关注及研究，也是最早大量生产做商用的透明导电氧化物薄膜材料。薄膜具有很多优良的光电性能，例如较高的可见光平均透过率，透过率一般要高于80%，较低电阻率和高载流子浓度。ITO透明导电氧化物薄膜的禁带宽度在 3.5-4.3 eV 之间，并且具有化学性质稳定、光电性质可调、易刻蚀等优点，因为以上诸多的优点故其在太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。本课题主要讨论ITO透明导电氧化物薄膜的优良性能，目前主流的制备工艺以及最新的相关研究进展。

关键词：太阳能电池 ITO薄膜 二氧化锡

Preparation and Research of Transparent Conductive

Tin Oxide Film

Abstract

Transparent Conductive Oxide (Transparent Conductive Oxide, TCO for short) generally has high visible light transmittance, high conductivity, and high reflectivity in the infrared range. It is a characteristic and widely used photoelectric material in functional film materials. Used in solar cells and some other fields. Tin dioxide is an intrinsic n-type wide bandgap semiconductor material with oxygen vacancies or gaps, and it has excellent performance in electrical, magnetic, optical, and gas sensing. Mass production of commercial transparent conductive oxide thin film materials. The film has many excellent photoelectric properties, such as a higher average transmittance of visible light, the transmittance is generally higher than 80%, lower resistivity and high carrier concentration. The ITO transparent conductive oxide film has a forbidden band width of 3.5-4.3 eV, and has the advantages of stable chemical properties, adjustable photoelectric properties, and easy etching. Because of the above advantages, it has a wide range of fields in solar cells and other fields. Application prospects. This topic mainly discusses the excellent performance of ITO transparent conductive oxide film, the current mainstream preparation process and the latest related research progress.

Keywords: solar cell; ITO film; tin dioxide

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2太阳能电池基本原理 1

1.3太阳能电池主要类型 3

1.3.1钙钛矿太阳能电池 3

1.3.2有机太阳能电池 5

1.4透明导电氧化锡薄膜结构 6

1.4.1二氧化锡薄膜的微观结构 6

1.4.2二氧化锡薄膜的光电特性 6

1.4.3二氧化锡的物理化学特性 7

1.5二氧化锡薄膜制备工艺 7

1.5.1磁控溅射法 7

1.5.2化学气相沉积法（CVD） 8

1.5.3脉冲激光沉积（PLD） 11

1.5.4溶胶凝胶法(Sol-gel) 12

1.5.5喷雾热解法(Spraying-Pyrolysis) 13

1.6二氧化锡薄膜的应用 13

第二章 实验内容简介 14

2.1常见工艺流程 14

2.1.1常用实验装置 14

2.1.2实验原料 14

2.1.3实验流程 14

2.2本课题常用的表征与测试方法 15

2.3实验预测 15

2.3.1晶体结构与表面形貌 15

2.3.2光、电学性能 17

第三章 结论与分析 21

参考文献 1

致谢 3

第一章 绪论

1.1研究背景

随着材料制备技术的不断发展，为了生产出性能更好的太阳能电池，人们不断改进传统材料，如在原有的基础上制备一层薄膜或其他表面新材料以改善原有器件的性能。很多时候一些传统材料并不能满足新型工艺的出现，人们开始研究一些在普通材料基础上发展出来的新型材料，这让部分传统材料在新的背景下获得新生，并且能被更加广泛地应用于各种领域。在这些能使传统材料获得新生的材料中，拥有较高的光学透过率等诸多优良的光电性能透明导电氧化物薄膜更是使得薄膜光伏太阳能电池技术快速发展。为了将透明导电氧化物薄膜在光电方面优良的特性更好地发挥出来，研究人员开始对其进行大量研究，再经过大量研究发现，氧化膜制备工艺以及机理等方面成为主要研究方向 ^[1,2]。当然除去现有的一些制备工艺，研究人员还不断探究新的工艺，新的体系，在这些心工艺中主要有掺铝氧化锢(IMO)^[3]、掺钨氧化锢（IWO)^[4]和掺铭氧化锢(IBO)^[5]这三大类不同于之前技术应用的掺杂体系，这些材料也经常用于制备薄膜。研究人员们致力于开发一些新的ITO薄膜材料，比如一种ITO薄膜与银的复合材料^[6],这种薄膜性能优异，有望于解决目前有关显示设备的电极问题。

1.2太阳能电池基本原理

请支付后下载全文，论文总字数：16449字