南開大學**ACS Appl. Electron. Mater.: 制備高透明導電摻鎵氧化鋅薄膜實現高效硅異質結太陽能電池

主要內容

銦（In）的消耗是太瓦級硅異質結（SHJ）太陽能電池的一個障礙。為了減少銦的使用，實現可持續發展，開發經濟環保的透明電極已成為一個關鍵問題。在這篇文章中，南開大學陳新亮等人報道了在室溫下通過反應等離子體沉積（RPD）生長ZnO:Ga₂O₃（GZO）作為透明導電氧化物（TCO）層的晶體硅異質結太陽能電池。同時，以磁控濺射氧化銦錫（ITO）透明導電層的SHJ太陽能電池作為參考進行了比較。GZO薄膜表現出良好的結晶度和（002）擇優取向。

研究團隊系統地研究了不同摻雜濃度的GZO薄膜光學和電學特性。在摻雜濃度為3.0 wt %、厚度為545 nm的條件下，GZO薄膜的載流子濃度和電子遷移率分別達到2.95×10²⁰/cm³和32.56 cm²/V·s；因此，獲得了7.46×10^-4 Ω cm的電阻率。在400-1200nm波長范圍內，玻璃/GZO薄膜的平均透過率為83.3%。計算得到GZO/n-a-Si:H的接觸電阻為48.0 mΩ cm²。

Highly Transparent Conductive Gallium-Doped Zinc Oxide Thin Films Grown by Reactive Plasma Deposition for Silicon Heterojunction Solar Cells