室温下制备高表面纹理导电ZnO:Al薄膜用于Cu(In, Ga)Se2太阳能电池

"这篇研究论文探讨了一种新的方法来制备高导电性和表面纹理化的氧化锌铝（AZO）薄膜，用于铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池。通常，高导电性AZO薄膜的制备需要在还原气氛中加热基底和后退火处理，这可能损害薄膜的透明度和整体太阳能电池性能。研究者通过使用双坩埚法制备的氧缺陷靶材，在室温下进行一步溅射法，成功制备了AZO薄膜。最佳性能的AZO薄膜实现了低电阻率（4.4 × 10^-4 Ω·cm）和高雾度（35.0%），优化了电子传输层的性能。" 本文的核心知识点包括： 1. **氧化锌铝（AZO）薄膜**：AZO是一种基于氧化锌的透明导电氧化物（TCO），由于其低成本和无毒性，常被用作太阳能电池的前端电极，替代传统的Sn掺杂的In2O3薄膜。 2. **缺陷工程**：为了获得高性能的AZO薄膜，对薄膜中的缺陷进行控制至关重要。微结构缺陷是影响薄膜电学和光学性质的基础，包括可见光和红外光的透射率、电导率（载流子浓度、载流子迁移率）等。 3. **氧空位（VO）**：氧空位是AZO薄膜中电子载流子的主要来源之一。常规方法通过在溅射过程中加热基底来制备氧缺陷的AZO薄膜，然后在退火过程中调整其特性。 4. **双坩埚法**：研究中采用的创新方法是使用双坩埚法制备氧缺陷靶材，这种方法能在不加热基底的情况下，通过一步溅射在室温下制备出具有优良性能的AZO薄膜。 5. **性能优化**：通过这种新工艺，最佳的AZO薄膜展示了4.4 × 10^-4 Ω·cm的低电阻率，这意味着它具有良好的导电性，同时35.0%的雾度表明其表面纹理化程度高，这对于提高太阳能电池的光捕获能力是有益的。 6. **太阳能电池应用**：这种AZO薄膜对于CIGS太阳能电池的应用尤其重要，因为它不仅保持了高透明度，还提升了电池的整体性能，这可能归因于其独特的氧缺陷结构和优化的电子传输特性。 这些知识点对于理解和改进TCO薄膜在太阳能电池领域的应用具有重要意义，特别是对于开发更高效、成本效益更高的太阳能技术。