中文

非晶InZnO薄膜作为透明导电铜扩散阻挡层的加速开发

材料科学 2026-06-30 v1
作者: Stefanie Frick , Reyu Sakakibara , Manuel Kober-Czerny , Arnold Müller , Miloš Baljozović , Franz-Josef Haug , Sebastian Siol
在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

鉴于太阳能电池金属化用银的供应链问题日益受到关注，用铜替代银触点是有利的。由于铜在硅中容易扩散，需要沉积额外的扩散阻挡层来保护相应的吸收体材料堆叠。我们研究了In-Zn-O体系中透明导电氧化物(TCO)的多功能层，用作前电极和铜扩散阻挡涂层，重点关注没有晶界的纯非晶层以阻碍铜扩散。我们采用二维组合方法，在无需有意衬底加热的情况下，通过磁控溅射沉积的单一材料库中同时筛选Zn/(In+Zn)比例和氧含量。通过在硅片上沉积铜于故意超薄的7 nm In-Zn-O库上，并在200-450{\deg}C温度下退火，评估了铜扩散阻挡性能。监测了铜硅化物的形成以及硅的光致发光信号。前者仅在In-Zn-O薄膜结晶后检测到，并且需要450{\deg}C及以上的退火温度。即使在200{\deg}C的相关工艺温度下延长停留时间20小时，我们也没有发现大多数制备的In-Zn-O组合物中有铜渗入的证据，而没有In-Zn-O阻挡层的Si/Cu堆叠在不到1小时后其光致发光强度就已降低。这些结果表明，具有最佳Zn/(In+Zn)比例约0.12和中等氧缺乏的薄非晶In-Zn-O薄膜可作为太阳能电池应用中有效的透明导电铜扩散阻挡层。

关键词

非晶InZnO 透明导电氧化物 铜扩散阻挡层 组合筛选 太阳能电池 磁控溅射

引用

@article{arxiv.2606.31605,
  title  = {Accelerated development of amorphous InZnO thin films as transparent conductive Cu diffusion barriers},
  author = {Stefanie Frick and Reyu Sakakibara and Manuel Kober-Czerny and Arnold Müller and Miloš Baljozović and Franz-Josef Haug and Sebastian Siol},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.31605},
  year   = {2026}
}