ITO薄膜影响太阳能电池片性能的重要因素

 

在太阳能电池的沉积工艺中，电池厂商经常会考虑到ITO薄膜影响太阳能电池片性能的各种因素，以便在沉积工艺中对太阳能电池片所遇到的性能问题进行有效的处理，从而提升电池片的光电转换率。「美能光伏」生产的美能分光光度计，可运用全新的数据处理软件对沉积工艺后的ITO薄膜的透光率进行科学智能的高效检测，使电池厂商根据实时生成的数据对太阳能电池片的性能进行快速的调整与优化。本期「美能光伏」将给您介绍ITO薄膜影响太阳能电池片性能的重要因素！

 

ITO薄膜的结构

 

ITO薄膜的结构主要由其晶相、晶粒大小和晶界缺陷等决定。一般来说，ITO薄膜的晶相越单一，晶粒越大，晶界缺陷越小，其导电性和透明度就会越好。因此，为了提高ITO薄膜的结构质量，可以采用一些控制晶相生长和抑制晶粒细化的方法，如改变沉积温度、气压、掺杂元素等。
 

ITO薄膜的厚度
 

 

ITO薄膜的厚度对太阳能电池片的性能有着复杂的影响，也是最直接影响到太阳能电池片性能的因素。一方面，ITO薄膜的厚度越大，其导电性就会越好，可以减少串联电阻和欧姆损耗。另一方面，ITO薄膜的厚度越大，其透明度就越差，会增加光反射和吸收损失。为了平衡ITO薄膜的厚度对太阳能电池片性能的影响，需要根据不同类型的太阳能电池片选择合适的厚度范围。

ITO薄膜的表层厚度示意图

 

 

对于晶体硅太阳能电池片而言，由于其本身具有较高的光吸收系数和较低的载流子寿命，因此需要选择较厚的ITO薄膜，以提高其光透过率和减少其表面复合。而对于非晶硅或者有机太阳能电池片，由于其本身具有较低的光吸收系数和较高的载流子寿命，因此需要选择较厚的ITO薄膜，以提高其导电性和减少其串联电阻。「美能光伏」生产的美能探针式台阶仪可准确测量出沉积薄膜的薄膜应力、厚度等一系列重要参数，电池厂商可根据测量结果与预设标准之间的差异，对太阳能电池的生产进行及时调整与优化，从而使其符合产业化标准。

 

ITO薄膜的形貌
 

 

ITO薄膜的形貌主要由其表面粗糙度和形成模式等决定。一般来说，ITO薄膜的表面粗糙度越小，其透明度就越好，从而有效减少光散射和反射损失。但是，过于平滑的ITO薄膜也会降低薄膜与其他层之间的接触面积和附着力，影响太阳能电池片的稳定性和寿命。此外，ITO薄膜的形成模式也会影响薄膜与其他层之间的界面特性和载流子传输效率。因此，为了优化ITO薄膜的形貌特征，可以采用一些调节沉积速率、氧气流量、基底温度等参数的方法。

 

 

 

ITO薄膜的表面处理
 

 

ITO薄膜在制备过程或者使用过程中往往会受到氧化、水解、吸附等因素的影响，从而导致薄膜表面出现一些杂质或者缺陷。这些表面缺陷会降低ITO薄膜的导电性和透明度，增加薄膜与其他层之间的界面能级和能级差，影响太阳能电池片的光电转换率。为了改善ITO薄膜的表面质量，可以采用一些清洗、退火、氧化还原、等离子体处理等方法。

ITO薄膜的表面结构示意图

 

 

为了进一步检测改善后的ITO薄膜质量，可先使用「美能光伏」生产的美能探针式台阶仪，对ITO薄膜的粗糙度、波纹度、薄膜应力、厚度等方面进行精准测量，并生成实时数据和图像给予清晰客观的图像与数据呈现。在测量完毕后，再继续使用美能四探针电阻测试仪对沉积薄膜后的太阳能电池片进行全自动多点扫描，获得准确的方阻与电阻率数据，从而使电池厂商可直接了解完成沉积工艺后的太阳能电池片是否符合产业化标准，以便进行科学客观的调整！

 

美能分光光度计
 

 

美能分光光度计采用独特的双光束光学设计，可完美矫正不同ITO薄膜的吸光度变化，从而进行稳定的样品测量。

 

 

● 采用双光源双检测器设计

 

 

● 超大波长范围190-2800mm

 

 

● 双光栅光学结构，有效降低杂散光

 

 

● 积分球直径可达100mm

 

 

● 长期使用不发黄变性，光学性能稳定

 

 

● 可最大限度的降低检测器切换导致的误差

 

美能探针式台阶仪
 

 

美能探针式台阶仪是一款先进的微纳测量仪器，采用出色的仪器系统构造和最优化的测量及数据处理软件，可测量表面粗糙度、波纹度、表面2D/3D形状、薄膜应力。从而实现可靠、高效、简易的样品检测，并完成从研发到质量控制的完美把控。

 

 

● 配备500W像素高分辨率彩色摄像机

 

 

● 台阶高度重复性1nm

 

 

● 超高直线度导轨、反应样品微小形貌

 

 

● 亚埃级分辨率、13μm量程下可达0.01埃

 

 

● 高低噪比与低线性误差

 

 

 

美能四探针电阻测试仪
 

 

 

 

美能四探针电阻测试仪可以对最大230mm的样品进行快速、自动的扫描，获得样品不同位置的方阻/电阻率分布信息，可广泛应用于光伏、半导体、合金、陶瓷等诸多领域。

 

 

● 超高测量范围，测量0.1MΩ~100MΩ薄层电阻

 

 

● 高精密测量，动态重复率可达0.2%

 

 

● 全自动多点扫描，多种预设方案亦可自定义调节

 

 

● 快速材料表征，可自动执行矫正因子计算

 

由于ITO薄膜对太阳能电池片的性能有着重要的影响，因此电池厂商需要根据不同的应用需求和工艺条件，有针对性的优化ITO薄膜的结构、厚度和形貌等，使其达到产业化所要求的光电转换率。「美能光伏」生产的美能分光光度计，可用来测量ITO薄膜的导电率和透光率，并根据科学的检测结果助力电池厂商有效的改善太阳能电池的性能，从而生产出高质量的太阳能电池！