[发明专利]一种制备高迁移率Mo掺杂In2O3透明导电薄膜的方法

说明书

【技术领域】：本发明属于透明导电氧化物薄膜技术领域，特别是适合薄膜太阳电池应用的透明导电薄膜的制备方法。

【背景技术】：氢化非晶硅(a-Si:H)的光学带宽为1.7eV左右，其吸收系数在短波方向较高，而氢化微晶硅(μc-Si:H)的光学带宽约为1.1eV，其吸收系数在长波方向较高，并能吸收到近红外长波区域，吸收波长可扩展至1100nm，这就使太阳光谱能得到更好利用。图1给出了a-Si:H、μc-Si:H材料的光学波长和吸收强度以及吸收系数之间的关系(图1a是光子能量和吸收强度的关系图，图1b是吸收系数和光子波长的关系图)。此外，相比于非晶硅薄膜材料，微晶硅薄膜材料结构有序性程度高，因此，微晶硅薄膜电池具有很好的器件稳定性，无明显衰退现象。由此可见，微晶硅薄膜太阳电池可较好地利用太阳光谱的近红外光区域，而新型a-Si:H/μc-Si:H叠层薄膜太阳电池将扩展太阳光谱应用范围，整体提高电池稳定性和效率^[1-2]。

根据Drude理论，近红外区的光学特性和材料的载流子浓度密切相关，其等离子体频率和自由载流子浓度的平方根成比例^[3]：

ωp=4πnee2/m*·]]>

其中，ω_p-等离子体频率，n_e-电子浓度，e-基本电荷，m*-有效电子质量。若载流子浓度较高则增强了对近红外光的吸收。因此，基于μc-Si:H和a-Si:H/μc-Si:H叠层薄膜电池应用，希望p-i-n型电池结构中的前电极TCO在可见光范围和近红外区域高透过率并维持高电导率，有效的途径是制备出较低载流子浓度而较高迁移率的TCO薄膜。利用高价态差(Mo⁶⁺和In³⁺的价态差为3)掺杂的In₂O₃:Mo(Mo掺杂In₂O₃，即IMO)薄膜适应了此方面的应用发展。