여태양전지 기술의 급속한 반복으로 인해 이종접합 태양전지는 높은 변환 효율, 높은 개방 회로 전압, 낮은 온도 계수, 낮은 공정 온도 및 양면 발전과 같은 장점으로 인해 광범위한 주목을 받고 있습니다. 그 중 ITO 필름은 이종접합 태양전지에서 중요한 역할을 한다. 준비 과정에서 산소 함량, 증착 온도 및 스퍼터링 전력은 전기적 및 광학적 특성에 일정한 영향을 미칩니다.

개요 이종접합 태양전지

n형 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용하여 세정 및 텍스처링 후 플라즈마 증착법을 이용하여 고유의 비정질 실리콘막(ia-Si:H)과 n/p형 비정질 실리콘막을 순차적으로 증착한다. 강화 화학 기상 증착(PECVD)을 전면과 후면에 수행하여 후면 필드와 PN 이종접합을 형성하여 캐리어 재결합을 줄입니다. 그런 다음 캐리어 수송을 위해 DC 마그네트론 스퍼터링(SP)을 통해 TCO 필름을 전면과 후면에 증착합니다. 마지막으로 스크린 프린팅을 통해 태양전지 전면과 후면에 금속을 프린팅하여 양면 대칭구조의 이종접합을 형성하고, TCO층/P도핑된 a-Si:H층/고유 a-Si:H 패시베이션층을 형성한다. / c-Si 웨이퍼/고유 a-Si:H 보호층/N 도핑된 a-Si:H 층/TCO 계층. 그러나 이종접합 태양전지의 이미터는 비정질 실리콘이므로 전류의 측면 전송을 보장하고 기존 태양광의 측면 전송 성능이 좋지 않아 발생하는 문제를 줄이기 위해 비정질 실리콘 층과 금속 전극 사이에 TCO 필름을 도입해야 합니다. 세포. 열손실이 크다는 단점.

많은 TCO 필름 중에서 ITO 필름은 밴드갭이 3.5eV 이상이고 저항률이 10-4Ωcm 정도로 낮은 n형 반도체 투명 전도성 산화막입니다. 자외선 차단 특성, 높은 가시광선 투과율 및 높은 적외선 반사율과 같은 독특한 광학 특성을 가지고 있습니다. ITO 필름을 준비하는 과정에서 산소 함량, 증착 온도 및 스퍼터링 전력은 ITO 필름의 투과도와 전도성에 일정한 영향을 미치며 HJT 태양전지의 성능에도 영향을 미칩니다.

ITO 필름의 전기적 및 광학적 특성에 대한 산소 함량의 영향

1. 전기적 특성

산소 함량은 ITO 필름의 투과율과 저항률에 민감합니다. 서로 다른 산소 함량으로 제조된 ITO 필름은 캐리어 이동도, 캐리어 농도, 저항률 및 투과율이 다릅니다. 전도성 ITO 필름 주로 산소 결손과 헤테로원자 도핑에 의존하여 캐리어를 제공합니다. In3+ 대신 Sn4+ 1개는 전자 1개를 제공할 수 있고, 산소 결손 1개는 전자 2개를 제공할 수 있습니다. 그러나 이동성은 필름의 산란 메커니즘과 관련이 있습니다.

위 그림에서 알 수 있듯이 산소 함량이 증가함에 따라 캐리어 농도가 감소하는데 이는 산소 공공의 감소로 인해 발생합니다. 산소 함량이 증가하면 이동도가 먼저 증가한 다음 감소합니다. 산소 함량이 2.2%일 때 이동도는 29.9cm-2/V-2·s-1의 최대값에 도달합니다. 그러나 산소 함량이 2.2%를 초과하면 이동성이 감소합니다. 풍부한 산소 함량은 필름의 산소 이온을 산소 불순물로 만듭니다. 따라서 산소 함량이 증가함에 따라 캐리어의 산란이 증가하여 산소 함량이 증가함에 따라 캐리어 이동도가 감소하고 저항률이 증가합니다. ρ=Nμ에 따르면 ITO 필름의 저항률은 캐리어 농도 및 이동도와 관련이 있으며 캐리어 농도와 이동도의 곱에 반비례합니다. 초기에는 산소 부족으로 인해 ITO 필름에 산소 결손이 많아 캐리어 농도가 높아지고 저항률이 낮아졌습니다. 이후, 산소 함량이 증가함에 따라 필름 내 캐리어 농도 및 이동도가 감소하고 저항률이 증가합니다.

2. 광학적 특성

ITO 필름의 투과율은 주로 두 가지 파장 영역, 즉 중파장 및 단파장 영역과 장파장 영역과 관련됩니다. 중파장 및 단파장 영역의 투과도는 주로 물질의 밴드갭 폭과 관련이 있고, 장파장 영역의 투과도는 주로 캐리어 농도와 관련이 있습니다. 지나치게 높은 캐리어 농도는 입사광과 강하게 상호 작용하여 필름의 투과율에 영향을 미칩니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 산소 함량이 증가함에 따라 ITO 필름의 투과율이 처음에는 증가한 다음 약간 감소합니다. 산소 함량이 높은 조건에서 고유가 화합물이 형성되기 때문에 필름의 빛 투과율이 90% 이상으로 높아집니다. 산소 함량이 계속 증가하면 투과도가 다시 감소하는데, 이는 결정립계에 의한 과잉 산소 이온의 흡수 및 시료 내 결함에 의한 시료의 산란 강화로 인한 것일 수 있습니다.