成果信息

本发明提供了一种 Al 掺杂 ZnO 透明导电微/纳米线阵列膜及其制备方法，该阵列膜具有优良的导电 性和可见光透明性，同时具有微/纳米线阵列膜的绒面陷光效应。可望用作薄膜太阳电池（包括硅基、铜 铟镓硒、碲化镉、染料敏化、钙钛矿等薄膜太阳电池）的前电极，提高太阳电池的光捕获效率，从而提高光电转换效率。采用电沉积法实现 ZnO 微 / 纳米线阵列膜的 Al 掺杂生长，大幅度地提高其 导电性，并得出其工艺控制规律。提供了一种制备工艺简单、可低成本地大面积生长特殊形 貌的 Al 掺杂 ZnO 纳米结构阵列的方法，特别是生长透明导电 ZnO 微 / 纳米线阵列膜，它具 有优良的绒面陷光效应，可望用作薄膜太阳电池 ( 包括硅基、铜铟镓硒、硫化镉 / 碲化镉、染 料敏化等薄膜太阳电池 ) 的前电极，提高太阳电池的光捕获效率 ；透明导电 ZnO 微 / 纳米线 阵列膜应用于染料敏化太阳电池的前电极时，还能加快电子从光阳极传输至前电极，减少 光电子湮灭的机率，从而提高光电转换效率。)

背景介绍

近年来，由于薄膜太阳电池产业的迅猛发展，对大面积 TCO 薄膜提出巨大的市场 需求。用于薄膜太阳电池的透明导电膜玻璃，它要求具有优良的导电性、透光性和稳定性及 具有光散射作用的绒面织构的特点，而且要求能大面积成膜。常用的透明导电膜是氧化锡 (SnO2)，一般采用含钠离子较低的玻璃为衬底。但在非晶硅电池模板的生产过程中，沉积微 晶硅时需要很高的氢稀释度，SnO2 易被原子氢还原，大大降低可见光透过率。为解决这一问题，人们开始研究新型透明导电膜，较为理想的材料是掺杂型 ZnO 透明导电薄膜。目前，制备 ZnO-TCO 薄膜的主要方法有磁控溅射法、脉冲激光沉积法 (PLD)、电子束蒸发法、金属有 机物化学气相沉积法 (MOCVD)、喷雾热分解法和溶胶 - 凝胶法 (sol-gel) 等。磁控溅射法、 电子束蒸发法、PLD法和MOCVD法制备TCO薄膜的结晶性好、电阻率低，其中磁控溅射法是目 前最为成熟的工艺，但都存在投资大、设备复杂、沉积速率低、沉积面积小等缺点。)

应用前景

本发明制备工艺简单、可低成本，且提高太阳电池的光捕获效率，从而提高光电转换效率，可见具有很大的实用价值。)