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硅基薄膜光伏电池以其低成本和巨大效率提升空间成为新能源科技中的重要组成部分,目前其关键性难点在于如何进一步降低其成本以及充分提高陷光效果。具有纳米绒面形貌、高电导率、强陷光能力的高性能透明导电电极,对于解决该问题至关重要。目前主流使用的透明导电氧化物(TCO)薄膜材料主要有掺氟二氧化锡(FTO)、掺锡氧化铟(ITO)、掺硼氧化锌(BZO)和氧化锌铝(AZO)。然而它们各自存在重大缺点,例如价格昂贵、材料稀缺、加工工艺温度过高、绒面均匀性差、膜层质量难控制。强的陷光能力,可有效增加光程,对于实现高效率薄膜电池起着重大作用。因此,研究一种新型绒面导电电极来攻克上述难题,对于光伏市场和光伏研发,已经迫在眉睫。这样的导电电极应具有以下特点:高透过率、高雾度、低的方块电阻、U型形貌、大面积均匀性良好,最好能够成本低廉且大面积生产。 在本文中,我们介绍了一种可以满足上述要求的新型绒面导电电极的制备方法,使用独特的浸渍吸附法和磁控溅射技术相结合,该微球阵列明显不同于以往报道的周期性紧密排列的微球阵列。取得了以下研究成果: 1.通过浸渍吸附法,可大面积制备亚单层非周期性微球阵列,后续用磁控溅射技术镀膜。该微球阵列明显不同于以往报道的周期性紧密排列的微球阵列。 2.与目前主流使用的TCO导电玻璃(常压化学气相沉积法制备的掺氟二氧化锡(FTO)导电玻璃绒面;低压化学气相沉积法制备的掺硼氧化锌(BZO);磁控溅射后用盐酸湿法刻蚀制备的氧化锌铝(AZO)导电玻璃绒面)对比,该新型绒面导电电极具有突出的光学性能(更高的总透过率、散射率和雾度),其形貌结构展现出极强的陷光能力。 3.以新型绒面导电电极为衬底,以微晶硅电池、叠层电池目前主流使用的掺硼氧化锌(BZO)导电玻璃作为对比衬底,利用等离子体增强化学气相沉积法PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)分别制备了单结微晶硅电池、非晶微晶叠层电池,分别获得了8.8%(BZO,9.4%)、9.9%(BZO,10.8%)的初始效率。 4.新型绒面导电电极制备方法的优势在于能够大面积制备和成本低廉,对于科学研究和薄膜光伏的实际应用,都将会提供一种新思路,并促进其迅速发展,尤其在微晶硅和非晶微晶叠层的光伏应用中,这一发现有望极大地促进和影响未来的薄膜光伏和TCO领域。