透明导电氧化物薄膜与氧化铟锡薄膜
第一章
透明导电氧化物薄膜与
氧化铟锡薄膜1.1.透明导电氧化物薄膜
透明导电氧化物（Transparent Conducting Oxide简称TCO）薄膜主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等光电特性。氧化铟锡（或掺锡氧化铟，Indium Tin Oxide简称ITO）薄膜是综合性能最优异的透明电极材料，ITO是一种重掺杂、高简并的n型半导体，光学禁带宽度达到3.5eV以上，其载流子浓度可达到1021cm3，迁移率为15-450cm2V?1S?1，目前一般认为其半导体化机理为掺杂（掺锡）和组分缺陷（氧空位）。ITO作为优异的透明导电薄膜，其较低的电阻率可达到10?4?cm，可见光透过率可达85%以上，其优良的光电性质使其成为具有实用价值的TCO薄膜[1][2]。ITO透明导电膜除了具有高可见光透过率和低电阻，还具有一系列独特性能，如紫外线高吸收，红外线高反射，微波高衰减；加工性能良好，具有较好的酸刻、光刻性能；良好的机械强度和耐磨损性、耐碱化学稳定性；较高的表面功函数（约为4.7eV）等，ITO薄膜被广泛应用于平板显示器件、太
阳能电池、微波与射频屏蔽装置、触摸式开关和建筑玻璃等领域[3]。
对于TCO薄膜来说，目前的主要应用领域一般是作为单一的电学涂层或光学涂层，即利用其金属导电性和光学透明性，但其导电性和透明性仍需进一步提高，同时考虑到光电子器件在不同环境中的使用，TCO薄膜在恶劣环境中的稳定性也需要得到改善，应该开发出高质量的透明导电氧化物薄膜，以开拓更广的应用领域。在TCO薄膜的不同应用领域，对于TCO 薄膜的性能有不同的要求，单一的TCO薄膜难以满足各种性能的需要，虽然SnO2:F[4]，ZnO:Al[5]和In2O3:Mo[6]等三元组分氧化物能够部分解决一些问题，但无法达到较好的综合性能。目前多元复合体系透明导电薄膜的研究得到了一定的发展，可以制备出一些具有独特性能的TCO薄膜[7]-[10]，多元复合体系TCO薄膜能够保持传统TCO材料性能的前提下，可以通过改变组分而调整薄膜的电学、光学、物理和化学性质以及表面能，从而获得传统TCO材料所不具备的性能，以满足特定的需要。因此，如何进一步提高ITO薄膜的各种性能，拓展其应用前景，显得尤其重要。
对于ITO等透明导电氧化物来说，掺杂的有效性应满足三种基本要求：（1）掺杂离子与宿主离子之间存在价态差；（2）掺杂替代离子半径等于或小于宿主离子半径；（3）掺杂离子不会形成新的化合物，只存在In2O3的单一相。一般认为ITO的特性主要依赖于其氧化态和杂质的浓度，通过引入施主杂质可以调节载流子浓度，施主原子取代晶格的位置，提供了多余的自由电子而提高了导电性。高价态的金属离子（如Zr4+等）对ITO中In3+的取代可以成为ITO掺杂的关键所在，高价态的金属离子对In3+的取代可
以提高载流子浓度，降低电阻率，但随着外来杂质的不断掺入，由于各种散射机制以及易生成第二相的影响而降低了迁移率，这是载流子浓度和迁移率竞争的结果，应精确控制ITO的掺杂工艺参数，以实现最佳光电性能的掺杂。对于薄膜掺杂工艺，常规复合靶存在溅射率不同的问题，由于各原子溅射率的不同，在薄膜的深度方向往往会存在浓度梯度，难以制备均匀及性能重复的薄膜。而共溅法是薄膜掺杂的一种很好的尝试，共溅法通过溅射功率的调节可以控制不同的掺杂含量，与使用复合靶材进行薄膜沉积的方法相比，该方法可非常方便地控制高价金属元素的不同掺杂浓度，也可以解决制备复合靶的困难。同时，为了研究材料的掺杂效果及相关电子结构特性，一般会利用第一性原理计算来评价材料研究的可行性和正确性。因此，对于高性能的透明导电氧化物薄膜的研究具有十分重要的意义。
1.2.透明导电氧化物薄膜的研究现状
1.2.1.透明导电氧化物薄膜
自从1907年Badlker报导了通过热蒸发镉（Cd）形成CdO透明导电氧化物（TCO）薄膜以来，透明导电氧化物薄膜的研究得到了进一步的发展。20世纪50年代，开始出现了In2O3基和SnO2基薄膜，ZnO基薄膜则出现于20世纪80年代。TCO薄膜具有禁带宽、可见光区透射率高和电阻率低等光电特性，广泛应用于各领域，随着应用领域的不断拓展[11]，TCO 薄膜得到了人们的广泛关注和深入发展。TCO薄膜材料主要包括In、Sn、Zn、Cd的氧化物及其复合多元体系氧化物薄膜材料[12]，目前，TCO薄
膜主要有In2O3基[13]-[15]、SnO2基[16]-[28]和ZnO基[29]-[35]三大体系，其性能对比见下表：
表1-1.几种TCO薄膜的性能对比
Table1-1.The comparison of some properties of TCO films Properties In2O3SnO2ZnO
Band gap(eV) 3.75 3.70 3.40
Density(g/cm3)7.12 6.99 5.67 Electron effective mass0.3m0.1-0.2m0.3m
Lattice parameter(nm)a:1.0118a:0.4740
c:0.3190
a:0.3250
c:0.5207
Doping element Sn,Ti,Zr,F,Cl F,Sb,Cl Al,B,In,Ga, Sn,F,Cl
Resistivity(?cm)10?2-10?410?2-10?410?1-10?4
Refractive index 1.90-2.10 1.80-2.20 1.85-1.90
透光率和导电率是TCO的二个主要参数，从物理学角度看，二者是相互矛盾的，为了使材料具有通常所述的导电性，就必须使其费米球的中心偏离动量原空间，也就是说，按照能带理论在费米球及附近的能级分布较密集，被电子占据的能级和空能级之间能隙很小，这样当有入射光进入时，很容易产生内光电效应，光由于激发电子失掉能量而衰减。所以，从透光性的角度不希望产生内光电效应，就要求禁带宽度必须大于光子能量。宽禁带透明导电氧化物半导体，要保持良好的可见光透光性，其等离子体频率就要小于可见光频率，而要保持一定的导电性就需要一定的载流子浓度。在未掺杂且符合化学配比的理想情况下，由原子外层电子形成的能带是充
氧化铟锡(ITO)
氧化铟锡(ITO) 链接：https://www.sodocs.net/doc/c715692300.html,/baike/2363.html 氧化铟锡(ITO) 简介 氧化铟锡(ITO，或者掺锡氧化铟)是一种铟（III族）氧化物(In2O3) and 锡（IV族）氧化物(SnO2)的混合物，通常质量比为90%In2O3，10% SnO2。它在薄膜状时，透明，略显茶色。在块状态时，它呈黄偏灰色。 氧化铟锡主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。然而，薄膜沉积中需要作出妥协，因为高浓度电荷载流子 将会增加材料的电导率，但会降低它的透明度。 氧化铟锡薄膜最通常是用电子束蒸发、物理气相沉积、或者一些溅射沉积技术的方法沉积到表面。 因为铟的价格高昂和供应受限、ITO层的脆弱和柔韧性的缺乏、以及昂贵的层沉积要求真空，其它取代物正被设法寻找。碳纳米管导电镀膜是一种有前景的替代品。这类镀膜正在被Eikos发展成为廉价、力学上更为健壮的ITO替代品。PEDOT和PEDOT:PSS已经被爱克发和H.C. Starck制造出来.PEDOT:PSS层已经进入应用阶段（但它也有当暴露与紫外辐射下时它会降解以及一些其他的缺点）。别的可能性包括诸如铝-参杂的锌氧化物。 使用 ITO主要用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸等应用、有机发光二极管、以及太阳能电池、和抗静电镀膜还有EMI屏蔽的透明传导镀膜。 ITO也被用于各种光学镀膜，最值得注意的有建筑学中红外线-反射镀膜(热镜)、汽车、还有钠蒸汽灯玻璃等。别 的应用包括气体传感器、抗反射膜、和用于VCSEL激光器的布拉格反射器。 ITO薄膜应力规可以在高于1400 °C及严酷的环境中是用，例如气体涡轮、喷气引擎、还有火箭引擎 原文地址：https://www.sodocs.net/doc/c715692300.html,/baike/2363.html 页面 1 / 1
ITO薄膜基础知识
ITO薄膜基础知识 一、ITO薄膜的概念 ITO薄膜是Indium Tin Oxides的缩写。作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。因此，喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率. 二、ITO薄膜的应用 ITO薄膜具有优良的光电性能,对可见光的透过率达95%以上,对红外光的反射率70%,对紫外线的吸收率≥85%,对微波的衰减率≥85%,导电性和加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。主要用途有: （一）用于平面显示 ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能,所以 它作为液晶显示器用的透明电极获得高速发展,约占功能膜的50%以上,例如液晶显示(LCD)、LED、电致发光显示(ELD)、电致彩电显示(ECD)等。随着液晶显示器件的大面积化、高等级化和彩色化,LCD将超过CRT 成为显示器件中的主流产品。因而ITO 薄膜主要用于高清晰度的大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶和电子发光屏幕等。
（二）用于触摸屏 目前市场上，使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏应用最为广泛。 1、电阻式触摸屏 薄的ITO透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性会变差。在PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下降到150度以下，这会导致ITO氧化不完全，之后的应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里，它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。这使得电阻式触摸屏需要经常校正。电阻式触摸屏的多层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题，但这样也会增加电池的消耗。电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。 2、电容式触摸屏 电容式触摸屏也需要使用ITO材料，而且它的功耗低寿命
氧化铟锡薄膜熔化阈值
价值工程 0引言 在平板显示器和太阳能电池的生产中透明导电薄膜的工业应用是不可缺少的———而这两大市场元素正在快 速成长起来。 工业上人们可以在此类薄膜上设计安装各类电路图，而这类薄膜在可见光范围内具有很高的透光率。 为了使ITO 薄膜的优良性能得到应用，工业上需要将其进行剪裁，从而得到所需要的功能结构。半导体工业中剪裁ITO 薄膜的传统的工业方法利用所谓的湿法刻蚀法。而此方法需要各种不同的制造平台，大型昂贵的机器设备，使用有毒化学物质。全球平板显示器市场上价格的竞争使得制造上不得不需求新的制造方法。 据现存的等离子平板显示器生产工艺显示，湿法刻蚀的生产中，单单一个生产平台就至少需要6个工作站，而每个工作站只能加工最多7个2160×2460mm 大小的平板玻璃毛坯。然而每个加工站的花费就要达到几百万美元之多，而单个薄片步进需要花费大约12美元左右。每套模型设备价值大约100百万美金，此外，湿法刻蚀需要对有毒作物，酸性化学材料进行处理，以免对环境造成污染。 于此相比较而言，激光快速图案成型工艺在平板显示器的生产中只需要两个加工站就可以完成所有的加工程序：其中一个应用于平板显示器的加工，而另一个应用于玻璃基体的冲洗。据估计，工业上应用的激光快速图形成型机，单台花费不到6百万美元———大大节省了设备成本。不仅如此，另外一个好处在于：应用此种方法可以省去大量的生产步数———有效的省去了三分之二加工步数———包含激光快速图案成型模型在内的花费最多也只不过几千美元而已。而且快速激光图案成型工艺是个干加 工工艺过程，在第二步玻璃基体的洗涤中，也是采用蒸馏 法进行操作———这就避免了对有毒洗剂和酸性化学物质的使用，也大大节省了用于对此类物质进行处理的花费。而此技术最杰出的贡献在于，它克服了湿法刻蚀工业在加工大型平板中刻线不一致的加工缺陷[1][2][3][4]。 本论文中将要对高频率皮秒激光下基于玻璃基体上的ITO 薄膜材料的烧蚀过程进行研究。实验中将采用远红外激光（1064nm ）。激光实验结束后还将采用在一系列光学仪器对靶材进行观察和分析，比如，这其中将使用扫描电子显微镜和白光干涉仪。 而本论文的主要目的在于找出基于玻璃基体上的ITO 薄膜在高频率激光烧蚀下的关键熔化阈值。此外，在ITO 薄膜图案成型过程中的加工系数也将在论文中进行优化，以求在能量消耗最少的情况下得到最好的加工质 量。具体的说， 在ITO 薄膜烧蚀过程中所需要的最佳的激光刻蚀速度和激光能量，既能够将ITO 材料完全移除，又不对玻璃基体造成损伤。 ITO 薄膜在皮秒时间域内的激光烧蚀实验： 本章主要通过实验的方法对ITO 薄膜在皮秒激光烧蚀下的过程及规律进行研究。实验过程分为两个部分，远红外激光实验和紫外光激光实验，本文基于实验数据对ITO 在两种不同波长激光下的烧蚀过称做了总结，找出二者之间的异同。在本章的最后，将给出ITO 和玻璃在1064nm 和355nm 波长下的物理性能。 1实验设置 实验设置由激光器以及一系列光学仪器组成。光束放大器beam expander ，反光镜mirror ，激光扫描器scanner ， 移动平台motion stage 。另外不可缺少的还有电脑控制设 备和相关的软件， 用来控制激光束和移动平台。激光从激光器发射出后，被放大器进行3倍放大，再通过一系列的反光镜被引入到扫描器中，通过电脑软件可以控制激光器—————————————————————— —作者简介：沈斌（1955-），男，上海人，中共党员，教授，博士学位， 主要研究方向为制造系统及其自动化；杨扬（1983-），女，天津人，硕士研究生，主要研究方向为制造系统及 其自动化。 氧化铟锡薄膜熔化阈值的研究 Study on the Melting Threshold of IDO Film 沈斌SHEN Bin ；杨扬YANG Yang （同济大学中德学院，上海200092） （Chinesech-Deutsches Hochschulkolleg ，Tongji University ，Shanghai 200092，China ） 摘要：太阳能电池薄膜在平板显示器的生产中得到大量应用。而这其中Indium Tin Oxide(ITO)薄膜是应用最广的透明半导体薄 膜之一。本文主要针对ITO 薄膜在超短波激光烧蚀下的熔化规律进行研究。论文通过一系列激光实验，目的在于找出ITO 薄膜在远 红外激光下熔化现象的基本物理机制和熔蚀过程。经过实验， 找出了在不同激光能量密度下，熔化阈值能量密度和熔化率，以及薄膜厚度与阈值能量密度之间的关系。 Abstract:Solar cell film has been widely used in the production of flat panel displays.And the ITO film is one of the most widely transparent semiconductor films.This paper mainly studied the melting law of ITO film under ultrashort wave laser ablation.Through a series of laser experiments,this paper aimed to identify the basic physical mechanisms and melting and ablation process of ITO film in the far-infrared laser.After the experiment,this paper identified the melting threshold energy density and the melting rate under different laser energy density and the relationship between the film thickness and the threshold energy density. 关键词：太阳能电池；ITO 薄膜；激光直写技术；超短波激光烧蚀；阈值能量密度Key words:solar cells ；ITO film ；laser direct writing ；ultrashort wave laser ablation ；threshold energy density 中图分类号：TH11文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0032-03 ·32·
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池研究
铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池研究 【摘要】：铜铟镓硒Cu(InGa)Se_2(CIGS)薄膜太阳能电池,具有转换效率高、成本低、稳定性好等特点,是最有发展前景的薄膜太阳能电池之一。到目前为止,基于三步共蒸发工艺制备的CIGS薄膜太阳能电池的效率已达19.99%,是所有薄膜太阳能电池中最高的。尽管这种制备方法有很多优点,制备成分均匀的大面积电池却具有难以克服的困难,不能满足大规模产业化的要求。在CIGS薄膜太阳能电池产业化进程中,克服其层间的附着力差,制备符合化学计量比具有黄铜矿结构的多晶薄膜吸收层是必须解决的两个最重要的工艺技术。本论文主要研究一种工艺简单、可控、适合产业化需要的技术工艺,即溅射制备合金预制膜后硒化的制备方法。研究采用的溅射系统,是本中心自行设计研制的三靶共溅设备,阴极大小为3英寸,衬底基座可以旋转,以保证制备薄膜的均匀。首先,在碱石灰玻璃衬底上制备厚度约1微米的钼电极,在溅射过程中通过改变工作气压,使Mo电极具有类似层状结构,消除了内应力的影响。通过扫描电镜分析,薄膜表面具有鱼鳞状结构,从而增加了Mo电极和CIGS吸收层之间的接触面积。Mo电极和玻璃衬底之间,及其和CIGS吸收层之间的附着力得到显著提高。然后,在沉积有Mo电极的玻璃衬底上,通过共溅射的方法制备约700纳米厚度的Cu(InGa)预制层薄膜,靶材采用CuIn和CuGa合金靶。硒化采用低温和高温过程依次进行的2步方法,采用固态硒源,硒化室是一个半密封的石墨盒。通过在高温区保温30分钟,制备出了性能优异的CIGS
吸收层薄膜,具有(112)晶面择优取向,显示明显的黄铜矿单一结构。薄膜表面平整,晶粒大小均匀、排列紧密,晶粒大小达到3到5微米。用化学水浴法,制备厚度约70纳米的CdS过渡层。分别采用醋酸镉和硫尿作为镉源和硫源。研究了ZnS薄膜的制备工艺,对无镉电池的制备做了初步探索。最后用射频磁控溅射的方法,研究了常温下制备透明导电材料IT0和ZnO的制备工艺,研究了溅射功率和溅射气压对薄膜性能的影响。所制备的透明导电薄膜在可见光谱范围内,透过率到达80%到90%,方块电阻达到15Ω/□以下。在CIGS薄膜太阳能中,作为上电极材料,具有广泛的应用前景。通过大量的实验,优化了背电极Mo、吸收层CIGS、过渡层CdS(ZnS)、本征氧化锌i-ZnO和搀杂氧化锌n-ZnO(或者ITO)的制备工艺。最后,制备出了结构为Glass/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/n-ZnO/A1的CIGS电池器件。对器件的性能做了测试分析,在没有减反射层的情况下,转化效率达到7.8%。该研究采用的CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺简单、过程容易控制、设备和材料费用低,没有采用剧毒的气源,适合大规模产业化的要求,为以后进一步的研究开发做了技术储备。【关键词】：CIGS薄膜太阳能电池TCO磁控溅射合金靶固态硒源硒化 【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2009
铟锡合金靶材
概况（Survey）： 铟是一种化学元素，它的化学符号是In，它的原子序数是49 性状（Character）： 铟是一种柔软的银灰色金属，带有光泽。 铟可用作低熔点合金、半导体、整流器、热敏电阻等。含24%铟及76%镓的合金，在室温下是液体。 物理性质（Physical property）： 物质状态：固态 熔点：429.75 K（156.60 °C） 沸点：2345 K（2072 °C） 摩尔体积：15.76310-6m3/mol 汽化热：231.5 kJ/mol 熔化热：3.263 kJ/mol 声速：1215 m/s（293.15K）原子性质（Atomic properties）： 原子量：114.818 原子量单位 原子半径（计算值）：155（156）pm 共价半径：144 pm 范德华半径：193 pm 价电子排布：4d105s25p1 电子在每能级的排布：2，8，18，18，3 氧化价（氧化物）：1,2,3（两性的）[1] 晶体结构：四方晶格 名称规格尺寸纯度 铟粒（In）1mm—10mm 99.99% 99.995% 99.999% 铟粉（In）-200目99.99% 99.995% 99.999%
概况（Survey）： 锡是一种化学元素，其化学符号是Sn。它的原子序数是50。 性状（Character）： 它是一种主族金属。纯的锡有银灰色的金属光泽，它拥有良好的伸展性能，它在空气中不易氧化，它的多种合金有防腐蚀的性能，因此它常被用来作为其它金属的防腐层。 物理性质（Physical property）： 状态：固态 密度（接近室温）：(白锡) 7.365 g2cm?3密度（接近室温）：(灰锡) 5.769 g2cm?3熔点时液体密度：6.99 g2cm?3 熔点：505.08 K，231.93 °C，449.47 °F 沸点：2875 K，2602 °C，4716 °F 熔化热：(白锡) 7.03 kJ2mol?1 汽化热：(白锡) 296.1 kJ2mol?1 比热容：(白锡) 27.112 J2mol?12K?1原子性质（Atomic properties）：氧化态：8, 7, 6, 4, 3, 2, 1, -2 （弱酸性） 电负性：2.3（鲍林标度） 原子半径：134 pm 共价半径：146±7 pm 名称规格尺寸纯度 锡丝（Sn）Φ0.2—1.0mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.9995+% 99.9999% 99.9999+% Φ1.0—3.0mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.9995+% 99.9999% 99.9999+% Φ3.0—6.0mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.9995+% 99.9999% 99.9999+% 锡片（Sn）50*50*(0.2-1.5)mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.999+% 99.9999% 99.9999+% 100*100*(0.2-1.5)mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.999+% 99.9999% 99.9999+% 200*250*(0.2-1.5)mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.999+% 99.9999% 99.9999+%
导电膜氧化铟锡ITO
氧化铟锡 氧化铟锡(ITO，或者掺锡氧化铟)是一种铟（III族）氧化物(In2O3) and 锡（I V族）氧化物(SnO2)的混合物，通常质量比为90% In2O3，10% SnO2。它在薄膜状时，为透明无色。在块状态时，它呈黄偏灰色。 氧化铟锡主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。然而，薄膜沉积中需要作出妥协，因为高浓度电荷载流子将会增加材料的电导率，但会降低它的透明度。 氧化铟锡薄膜最通常是用电子束蒸发、物理气相沉积、或者一些溅射沉积技术的方法沉积到表面。 因为铟的价格高昂和供应受限、ITO层的脆弱和柔韧性的缺乏、以及昂贵的层沉积要求真空，其它取代物正被设法寻找。碳纳米管导电镀膜是一种有前景的替代品。这类镀膜正在被Eikos发展成为廉价、力学上更为健壮的ITO替代品。PEDOT和P EDOT:PSS已经被爱克发和H.C. Starck制造出来.PEDOT:PSS层已经进入应用阶段（但它也有当暴露与紫外辐射下时它会降解以及一些其他的缺点）。别的可能性包括诸如铝-参杂的锌氧化物。 使用 ITO主要用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸等应用、有机发光二极管、以及太阳能电池、和抗静电镀膜还有EMI屏蔽的透明传导镀膜。 ITO也被用于各种光学镀膜，最值得注意的有建筑学中红外线-反射镀膜(热镜)、汽车、还有钠蒸汽灯玻璃等。别的应用包括气体传感器、抗反射膜、和用于VCSEL 激光器的布拉格反射器。 ITO薄膜应力规可以在高于1400 °C及严酷的环境中是用，例如气体涡轮、喷气引擎、还有火箭引擎 在化学上，ITO 是Indium Tin Oxides的缩写。 作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。因此，喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。 ITO 是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率. 在氧化物导电膜中，以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形.其中透光率达90%以上,ITO中其透光率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制,通常Sn2O3:In2O3=1:9. 多用于触控面板、触摸屏、冷光片等。 透明导电膜屏蔽玻璃的导电膜层材料主要为ITO（铟锡氧化物半导体）膜、金属镀膜等，是通过真空磁控溅射镀膜工艺生产的，其特点是在150KHz~1GHz范围内有
ITO薄膜基础知识
IＴO薄膜基础知识 一、ITO薄膜得概念 ITO薄膜就是Iｎdium Tin Oｘiｄeｓ得缩写。作为纳米铟锡金属氧化物,具有很好得导电性与透明性,可以切断对人体有害得电子辐射,紫外线及远红外线。因此,喷涂在玻璃,塑料及电子显示屏上后,在增强导电性与透明性得同时切断对人体有害得电子辐射及紫外、红外。ＩＴO就是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITＯ薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率与透光率、 二、ＩTO薄膜得应用 ＩTO薄膜具有优良得光电性能,对可见光得透过率达9５％以上,对红外光得反射率70％,对紫外线得吸收率≥85%,对微波得衰减率≥85%,导电性与加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。主要用途有: (一)用于平面显示 ＩTO薄膜得透明导电性及其良好得电极加工性能,所以它作为液晶显示器用得透明电极获得高速发展,约占功能膜得50％以上,例如液晶显示(ＬCD)、ＬED、电致发光显示(ELD)、电致彩电显示(EＣＤ)等、随着液晶显示器件得大面积化、高等级化与彩色化,LCＤ将超过CRT 成为显示器件中得主流产品、因而IＴO 薄膜主要用于高清晰度得大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶与电子发光屏幕等、
(二)用于触摸屏 目前市场上,使用ＩTO材料得电阻式触摸屏与电容式触摸屏应用最为广泛。 1、电阻式触摸屏?薄得ITO透明性好,但就是阻抗高;厚得ＩＴＯ材料阻抗低,但就是透明性会变差。在PET聚脂薄膜上沉积时,反应温度要下降到150度以下,这会导致ITO氧化不完全,之后得应用中ITＯ会暴露在空气或空气隔层里,它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化、这使得电阻式触摸屏需要经常校正。电阻式触摸屏得多层结构会导致很大得光损失,对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好得问题,但这样也会增加电池得消耗。电阻式触摸屏得优点就是它得屏与控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好。 ２、电容式触摸屏?电容式触摸屏也需要使用IＴO材料,而且它得功耗低寿命长,自从Applｅ推出iPｈone后,友好人机界面、流畅操作性能使电容式触摸屏受到了市场得追捧,
铜铟镓硒
铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池技术综述 一、薄膜太阳电池概术 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池由于效率高、无衰退、抗辐射、寿命长、成本低廉等特点，是备受人们关注的一种新型光伏电池产品，经过近30年的研究和发展，其光电转化效率为所有已知薄膜太阳能电池中最高的。而且其光谱响应范围宽，在阴雨天条件下输出功率高于其他任何种类太阳电池，因而成为最有前途的光伏器件之一。 铜铟镓硒CuInSe2（简称CIS）薄膜材料是属于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物直接带隙半导体，光吸收系数达到105量级，薄膜厚度约为1-2μm就能吸收太阳光，其禁带宽度为1.02eV。通过掺入适量的Ga元素以代替部分的In，成为CuInSe2与CuGaSe2（简称CGS）的固溶半导体CuIn1-xGaxSe2（简称CIGS）。CIGS电池在制作过程中，通过控制不同的Ga掺入量，其禁带宽度可在1.02-1.67eV范围内调整，这就为太阳能电池的带隙优化提供了很好的途径。 二、国内外研究现状 （一）国外研究进展 CIGS薄膜太阳电池材料与器件的实验室技术在发达国家趋于成熟，大面积电池组件和量产化开发是CIGS电池目前发展的总体趋势，而柔性电池和无镉电池是近几年的研究热点。 美国国家可再生能源实验室（NREL）在玻璃衬底上利用共蒸发三步工艺制备出最高效率达19.9%的电池。这种柔性衬底CIGS太阳电池在军事上很有应用前景。近期，CIGS小面积电池效率又创造了新的记录，达到了20.1%，与主流产品多晶硅电池效率相差无几。 美国NREL和日本松下电器公司在不锈钢衬底上制备的CIGS电池效率均超过17.5%；瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）的科学家AyodhyaN.Tiwari领导的小组经过多年努力，完善了之前开发的柔性不锈钢衬底太阳能电池，实现了18.7%的效率。 由美国能源部国家光伏中心与日本“新能源和工业技术开发机构（NEDO）”联合研制的无镉CIGS电池效率达到18.6％。这说明即使不使用CdS也能制备出高转化效率的CIGS太阳电池。 （二）国内研究进展 我国研究CIGS薄膜太阳电池在二十世纪八十年代开始起步，内蒙古大学、云南师范大学和南开大学等单位开始CIS材料和电池研究。南开大学采用蒸发法制备吸收层CIS薄膜，n型层CdS与窗口低阻层CdS：In薄膜。1999年研制(1cm2面积)的CIS电池效率为8.83％，CIGS电池效率为9.13％。1999年得到教育部“211”工程资助，开始研究金属预置层后硒化制备CIGS薄膜，CBD法制备过渡层CdS薄膜，溅射本征ZnO、ZnO：A1薄膜等工艺技术。2002年得到国家“863”计划的重点投入，建立了CIGS薄膜电池10×10cm2面积组件的研究平台，为中国发展CIGS薄膜太阳电池以及化合物电子薄膜与器件奠定了基础。 南开大学信息学院光电子研究所CIGS课题组研制的CIGS薄膜太阳电池转换效率已达13％以上，其电池结构为Al／ZnO：A1／Zn0／CdS／CIGS／Mo／Glass，柔性不锈钢衬底上的转换效率也已超过9％。2011年6月初，中国科学院深圳先进技术研究院与香港中文大学合作，成功研发出了光电转换效率达17%的铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池，此技术为国内报道的CIGS太阳电池的最高转换率。 三、CIGS薄膜制备技术 铜铟镓硒（CIGS）薄膜是电池的核心材料，CIGS电池的吸收层CIGS薄膜是一种多元化合物多晶半导体材料，元素配比是决定材料性能的主要因素。由于元素成分多、结构复杂，工艺中某一项参数略有偏差，则材料的电学性能和光学性能变化很大，制备过程难于控制。CIGS吸收层的制作方法很多，这些沉积制备方法包括：共蒸发法、后硒化法、电镀法、喷涂热解法和丝网印刷等。 其中普遍采用和制备出高效率电池的是共蒸发法和后硒化法。其他方法沉积得到符合元素化学计量比的CIGS薄膜比较困难并且容易出现二元或一元杂相，影响了电池效率的进一步提高。作为实验室里制备小面积的CIGS薄膜太阳电池时，共蒸发法沉积的CIGS薄膜质量明显高于其他技术手段，电池效率较高。但由于蒸发法对设备要求严格，蒸发过程中各元素沉积速率不容易控制，大面积生产均匀性不好；
铜铟镓硒薄膜太阳能电池的现状及未来
铜铟镓硒薄膜太阳能电池的现状及未来学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代太阳能电池就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜 太阳能电池及薄膜Si系太阳能电池。 铜铟镓硒薄膜太阳能电池是多元化合物薄膜电池的重要一员，由于其优越的综合性能，已成为全球光伏领域研究热点之一。本文阐述了铜铟镓硒薄膜太阳能电池的特性和竞争优势;介绍了国内外在铜铟 镓硒薄膜太阳能电池领域的研究现状;最后探讨了铜铟镓硒薄膜太阳 能电池的应用展望。 关键词：太阳能电池;薄膜;铜铟镓硒;展望 近几年，世界各国加速发展各种可再生能源替代传统的化石能源，以解决日益加剧的温室效应、环境污染和能源枯竭等全球危机。作为理想的清洁能源，太阳能永不枯竭，正成为当今世界最具发展潜力的产业之一。目前，太阳能电池市场主要产品是单晶硅和多晶硅太阳能电池，占市场总额的80%以上。由于晶硅电池的高成本和生产过程的高污染，成本更低、生产过程更加环保的薄膜太阳能电池得到快速发展。现阶段，有市场前景的薄膜太阳能电池有3种，分别是非晶硅、碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CuInGaSe2,一般简称CIGS)薄膜太阳能电池。作为直接带隙化合物半导体，铜铟镓硒吸收层吸收系数高达
105cm-1，转化效率是所有薄膜太阳能电池中最高的，已成为全球光伏领域研究热点之一，即将成为新一代有竞争力的商业化薄膜太阳能电池。 1、铜铟镓硒薄膜太阳能电池的特性和竞争优势 太阳能电池的材料一般要求主要包括：半导体材料的禁带宽度适中;光电转化效率比较高;材料制备过程和电池使用过程中，不存在环境污染;材料适合规模化、工业化生产，且性能稳定。经过数十年电子工业的研究发展，作为半导体材料硅的提炼、掺杂和加工等技术已经非常成熟，所以，现在的商品太阳能电池主要硅基的。但是，硅是间接带隙半导体材料，在保证电池一定转化效率前提下，其吸收层厚度一般要求150～300微米以上，理论极限效率为29%，按目前技术路线，提升效率的难度已经非常巨大。同时考虑到加工过程近40%的材料损耗，材料成本是硅太阳能电池的最主要构成。另外，其材料生产过程的高温提炼、高温扩散导致其制备过程能耗高，这使其能量偿还周期长，整体成本高。尽管经过近几年的规模化发展，市场价格得到大幅下降，其每瓦成本仍高于2美元。如果再考虑到其制备过程的高污染，更增加了其环境治理社会成本，这些都严重制约了其竞争优势。相比较，薄膜太阳能电池具有较大的成本下降空间，同时它能够以多种方式嵌入屋顶和墙壁，非常适合光电一体化建筑和大型并网电站项目。在这种情况下，薄膜太阳能电池引起了人们的重视，近几年成了科技工作者的研究重点。从全球范围来看，光伏产业近期仍将以
氧化铟锡薄膜熔化阈值论文
氧化铟锡薄膜熔化阈值的研究 摘要：太阳能电池薄膜在平板显示器的生产中得到大量应用。而这其中indium tin oxide（ito）薄膜是应用最广的透明半导体薄膜之一。本文主要针对ito薄膜在超短波激光烧蚀下的熔化规律进行研究。论文通过一系列激光实验，目的在于找出ito薄膜在远红外激光下熔化现象的基本物理机制和熔蚀过程。经过实验，找出了在不同激光能量密度下，熔化阈值能量密度和熔化率，以及薄膜厚度与阈值能量密度之间的关系。 abstract： solar cell film has been widely used in the production of flat panel displays. and the ito film is one of the most widely transparent semiconductor films. this paper mainly studied the melting law of ito film under ultrashort wave laser ablation. through a series of laser experiments， this paper aimed to identify the basic physical mechanisms and melting and ablation process of ito film in the far-infrared laser. after the experiment， this paper identified the melting threshold energy density and the melting rate under different laser energy density and the relationship between the film thickness and the threshold energy density. 关键词：太阳能电池；ito薄膜；激光直写技术；超短波激光烧蚀；阈值能量密度
氧化铟锡薄膜的椭偏光谱研究解读
第28卷第2期光学学报 V ol.28,N o.22008年2月 ACTA OPTICA SINICA February,2008 文章编号:0253-2239(200802-0403-06 氧化铟锡薄膜的椭偏光谱研究 孙兆奇 1,2 曹春斌 1,2,3 宋学萍 1,2 蔡琪 1,2 1 安徽大学物理与材料科学学院,安徽合肥230029; 2 光电信息获取与控制教育部重点实验室,安徽合肥230039 3
安徽农业大学理学院,安徽合肥230036 摘要用溅射法在Si 片上制备了厚度为140nm 的氧化铟锡(IT O薄膜。X 射线衍射研究表明所制备的薄膜为多晶结构。在1.5~4.5eV 范围内对IT O 薄膜进行了椭偏测量。分别用德鲁德-洛伦茨谐振子(Drude+L or enz oscillator s模型、层进模型结合有效介质近似模型对椭偏参量、进行了拟合,得到I T O 薄膜的折射指数n 的变化范围在1.8~2.6之间,可见光范围内消光系数k 接近于零,在350nm 波长附近开始明显变化,且随着波长的减小k 迅速增加。计算得到直接和间接光学带隙分别是3.8eV 和4.2eV 。并在1.5~4.5eV 段给出一套较为可靠的、具有实用价值的I T O 介电常量和光学常量。 关键词薄膜光学;椭圆偏振术;光学常量测量;椭偏建模及解谱;IT O 薄膜中图分类号 O484 文献标识码 A 收稿日期:2007-07-04;收到修改稿日期:2007-10-11 基金项目:国家自然科学基金(50642038、教育部博士点专项基金(20060357003、安徽省人才专项基金(2004Z029和安徽大学人才队伍建设基金资助课题。 作者简介:孙兆奇(1955-,男,回族,贵州贵阳人,教授,博士生导师,主要从事薄膜物理方面的研究。E -mail:szq@https://www.sodocs.net/doc/c715692300.html, Study on Ellipsometric Spe ctra of ITO Film Sun Zhao qi 1,2 Cao Chunbin 1,2,3 So ng Xueping 1,2 Cai Qi 1,2 1 School of Phy si cs an d Ma ter ia l Scien ce ,Anhu i Univ er sity ,Hefei ,Anhu i 230039,Chin a 2
铟的特点、性质、储量、化合物及主要应用领域
立志当早，存高远 铟的特点、性质、储量、化合物及主要应用领域 是（铁）闪锌矿，含量为100～1000ppm，在铜矿中也有一定含量的铟。由于铟在矿物中含量很低，不能作为单独一种工业原料开采；及时铟在闪锌矿中含量最富，也仍然不能作为独立开采的矿物，只能在重有色金属冶炼过程中做为综合利用原料的副产品回收。一般在进行原料的综合冶炼时，只要铟的含量达到200ppm，就具有综合回收的价值。铟是一种银白色的金属，相对密度为7.3，熔点为156.6℃，沸点为2075℃；其性质柔软，可塑性强，并有延展性，可压成极薄的薄片，但拉伸极限低，黏度大，故难拉成丝和不利于切削。铟的导电性比铜约低4/5，其热膨胀系数几乎是铜的1 倍以上。铟的化学性质与铁近似，长与锌、铁一起形成类质同象物。铟可生成一价、二价和三价化合物，但只有三价化合物是稳定的，在水溶液中只存在三价铟的化合物。氧化铟（In2O3）是黄色不溶于水的物质，当铟在空气中氧化或将氢氧化铟煅烧时 都可得到氧化铟。氧化铟可在700～800℃时被氢或炭还原成为金属。低价氧化物InO 或In2O 是还原时的中间产品。将碱或氨与铟盐的溶液作用，可以制得氢氧化铟，呈白色胶状沉淀。氢氧化铟在PH 值为3.5～3.7 的稀溶液中就开始析出，当铟的浓度增加时，氢氧化铟析出的PH 值可向酸性移动。三氯化铟是无色、易于挥发的化合物，熔点为586℃，但是，在450℃时已开始升华，可溶解于水。硫酸铟[In2（SO4）3]是铟的重要盐类之一，在中性溶液中结晶出无水化合物[In2（SO4）3·5H2O]，在100～120℃时，还逐渐脱水成为无水化合物。硫酸铟为白色固体，溶解于水。铟和硫可以生成硫化物，如将硫化氢通入中性或弱酸性的醋酸铟溶液中，就会析出黄色硫化物InS。目前，铟的矿产资源主要集中在美国、俄罗斯、加拿大、南非和中国，但是，其他地方如西欧有精炼厂。按USGS 统计，2000 年世界精矿生产量为220 吨，比上年增加了
铟锡氧化物(ITO)靶材综述
铟锡氧化物（ITO）靶材 铟(In)元素的发现已有100多年的历史，经过了约60年才开始在工业和技术上得到应用。In是一种多用途的金属，主要以与其他有色金属组成一系列的化合物半导体、光电子材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等形式应用于电子、冶金、仪表、化工、医药等行业，其应用范围不断扩大。 中国是全球最大的In生产国，由于国内需求有限，In产品以初级原料方式大量出口，成为全球In市场主要供应国。In是现代高新技术产业的重要支撑材料，关系到国力的增强。因此我国大量出口In初级原料不符合国家的根本利益。目前全球In消耗量的50％以上用于加工铟锡氧化物(indiumtin oxides，IT0)靶材，制造透明电极用于生产平面显示器。平面显示器的ITO薄膜含In约78％，这种神奇的混合物通过一层透明而又导电的薄膜将玻璃转化成彩色显示屏。在可见光区是透明的，可吸收紫外线，反射红外线，有利于环保，具有良好的热稳定性。 近年国内对ITO靶材的需求量大幅增长。目前国内生产的ITO靶材密度低，无法满足高端平板显示器行业对于靶材质量的要求．仅仅部分用于低端液晶产品中。目前世界上只有日本、美国、德国等少数发达国家和地区能生产ITO靶材，而我国平板显示器产业所需求的ITO靶材的98％依赖于进口，因此，研制开发ITO靶材生产技术是现有In生产企业开发In深加工技术的首选目标。
2 ITO靶材的主要制备方法 国外ITO靶材的生产工艺和技术设备已较为成熟和稳定。其主要制备方法有热等静压法、热压法和烧结法。 2．1热等静压法 热等静压法(hot isostatic pressing，HIP)既可以认为是加压下的烧结，也可以认为是高温下的压制。相对于传统的无压烧结而言，热等静压法可以在相对较低的温度下(一般约为物料熔点的0．5～0．7倍)获得完全致密化，而且可以很好地控制组织结构，抑制晶粒生长，获得均匀的、各向同性的组织，可以“净成型”加工成具有一定复杂外形的产品。热等静压法制备ITO靶材的工艺流程主要为：用模压或冷等静压以及两者兼用的成型方法将ITO粉末压制成初坯；初坯置于不锈钢包套中，并在两者之间辅以隔离材料，然后对包套抽真空并且封口；置于热等静压炉中进行热等静压(温度800～1050℃，压力50～200MPa，时间2～6h)制备出IT0靶材。 热等静压法的特点： (1)能克服在石墨模具中热压的缺点，不易还原。 (2)由于制品在加热加压状态下，各个方向同时受压，所制得的产品密度极高(几乎达到理论密度)，可制成大尺寸产品。 (3)热等静压强化了压制和烧结过程，降低了烧结温度，避免了晶粒长大，可获得极好的物理力学性能。 制品的成本较高，生产周期较长。 日本东曹公司采用热等静压方法，将O2导入烧结容器中，罐体内部采
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池-陈群
CIGS太阳能薄膜电池结构和组件生产工艺 陈群 CIGS目前是最具潜力的高效率、低成本的太阳能薄膜电池，具有如下优点：最高太阳能薄膜电池转换效率；薄膜电池的低成本制作；长期稳定的工作性能；易大规模商业化生产等。如图1所示，完整的CIGS电池结构包括：1-5毫米厚的钠钙玻璃基底；约1微米厚的钼金属背面电极；约2微米厚的铜铟镓硒（硫）光吸收层；约50纳米厚的硫化镉缓冲层；约50纳米厚的氧化锌和约1微米厚的铝杂氧化锌窗口层；约100纳米厚氟化镁光学增透层；约2微米厚镍铝正面电极。 图1 CIGS电池结构 CIGS电池组件在电池制备过程中形成串联，方式如下图2所示。其中P1使用激光刻划，防止相邻电池钼金属电极接触形成短路。P2使用机械探针刻划，使真空溅射的铝掺杂氧化锌与钼金属电极相连形成串联。P3使用机械探针刻划，防止相邻铝杂氧化锌电极接触形成短路。 图2 CIGS电池串联方式 图3概括了CIGS电池组件的生产流程：1、清洗钠钙玻璃基底；2、真空溅镀钼金属背面电极；3、激光刻蚀钼金属形成P1划线；4、制备CIGS光吸收层； 5、化学浴沉积CdS缓冲层； 6、真空溅镀一薄层氧化锌； 7、探针机械切割形成
P2划线；8、真空溅镀一层铝杂氧化锌；9、探针机械切割ZnO，CdS和CIGS形成P3划线；10、并联连接各个电池模块；11、封装电池形成组件。 图3 CIGS电池组件的生产流程 CIGS电池组件成套生产线仪器设备的信息请参考centrotherm公司：https://www.sodocs.net/doc/c715692300.html,/startseite/bomuzujian/chanpin1/ctscx.html
透明导电氧化物薄膜与氧化铟锡薄膜
第一章 透明导电氧化物薄膜与 氧化铟锡薄膜1.1.透明导电氧化物薄膜 透明导电氧化物（Transparent Conducting Oxide简称TCO）薄膜主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等光电特性。氧化铟锡（或掺锡氧化铟，Indium Tin Oxide简称ITO）薄膜是综合性能最优异的透明电极材料，ITO是一种重掺杂、高简并的n型半导体，光学禁带宽度达到3.5eV以上，其载流子浓度可达到1021cm3，迁移率为15-450cm2V?1S?1，目前一般认为其半导体化机理为掺杂（掺锡）和组分缺陷（氧空位）。ITO作为优异的透明导电薄膜，其较低的电阻率可达到10?4?cm，可见光透过率可达85%以上，其优良的光电性质使其成为具有实用价值的TCO薄膜[1][2]。ITO透明导电膜除了具有高可见光透过率和低电阻，还具有一系列独特性能，如紫外线高吸收，红外线高反射，微波高衰减；加工性能良好，具有较好的酸刻、光刻性能；良好的机械强度和耐磨损性、耐碱化学稳定性；较高的表面功函数（约为4.7eV）等，ITO薄膜被广泛应用于平板显示器件、太
阳能电池、微波与射频屏蔽装置、触摸式开关和建筑玻璃等领域[3]。 对于TCO薄膜来说，目前的主要应用领域一般是作为单一的电学涂层或光学涂层，即利用其金属导电性和光学透明性，但其导电性和透明性仍需进一步提高，同时考虑到光电子器件在不同环境中的使用，TCO薄膜在恶劣环境中的稳定性也需要得到改善，应该开发出高质量的透明导电氧化物薄膜，以开拓更广的应用领域。在TCO薄膜的不同应用领域，对于TCO 薄膜的性能有不同的要求，单一的TCO薄膜难以满足各种性能的需要，虽然SnO2:F[4]，ZnO:Al[5]和In2O3:Mo[6]等三元组分氧化物能够部分解决一些问题，但无法达到较好的综合性能。目前多元复合体系透明导电薄膜的研究得到了一定的发展，可以制备出一些具有独特性能的TCO薄膜[7]-[10]，多元复合体系TCO薄膜能够保持传统TCO材料性能的前提下，可以通过改变组分而调整薄膜的电学、光学、物理和化学性质以及表面能，从而获得传统TCO材料所不具备的性能，以满足特定的需要。因此，如何进一步提高ITO薄膜的各种性能，拓展其应用前景，显得尤其重要。 对于ITO等透明导电氧化物来说，掺杂的有效性应满足三种基本要求：（1）掺杂离子与宿主离子之间存在价态差；（2）掺杂替代离子半径等于或小于宿主离子半径；（3）掺杂离子不会形成新的化合物，只存在In2O3的单一相。一般认为ITO的特性主要依赖于其氧化态和杂质的浓度，通过引入施主杂质可以调节载流子浓度，施主原子取代晶格的位置，提供了多余的自由电子而提高了导电性。高价态的金属离子（如Zr4+等）对ITO中In3+的取代可以成为ITO掺杂的关键所在，高价态的金属离子对In3+的取代可
普尼太阳能(杭州)有限公司年产3MW铜铟镓硒薄膜太阳能电池、组件研发增资项目环境影响报告书
普尼太阳能（杭州）有限公司年产3MW铜铟镓硒薄膜太阳能电池、组件研发增资项目 环境影响报告书 （简本） 浙江大学 Zhejiang University 国环评证：甲字第2002号 二○一○年四月
第1章总论 1.1 项目由来 太阳能作为一种清洁能源，对我国能源替代及可持续发展意义重大。目前，学术界和产业界普遍认为太阳能光电池的发展目前已经进入了第三代，第一代为单晶硅太阳能电池片，第二代为多晶硅、非晶硅太阳能电池片，第三代就是薄膜太阳能电池，分硅系列和非硅系列。 目前传统晶硅电池应用仍较多，商业化程度高，但硅材料的匮乏及不断高涨的价格限制了晶硅太阳能电池的发展。而薄膜太阳能电池从根本上解决这一问题，且具有光电转换效率高、成本低、可大面积沉积在廉价的玻璃甚至塑料衬底上等优势，发展前景越来越被人看好。据预测，到2030年薄膜太阳能电池将占整体太阳能电池份额的30%以上，从而与晶体硅太阳能电池平分秋色。 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池就是薄膜太阳能电池中的佼佼者。CIGS薄膜太阳能电池是多元化合物半导体薄膜电池，具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，光电转换效率接近于晶体硅太阳能电池，居各种薄膜太阳能电池之首，而成本则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”，是近几年研究开发的热点。该电池具有柔和、均匀的黑色外观，在现代化高层建筑等领域也将有很大的市场，是对于外观有较高要求场所的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等。另外，该电池在空间微小卫星动力电源的应用
上也具有广阔的市场前景。 根据《杭州高新技术产业开发区管理委员会文件》杭高新[2009]246号文“关于薄膜太阳能电池、组件研发增资项目核准的批复”，普尼太阳能（杭州）有限公司由HONGKONG OPTONY CO., LIMITED和哈尔滨高科技（集团）股份有限公司共同出资，总投资由10万美元增加到4000万美元，注册资本由10万美元增加到1500万美元，于2009年9月18日在滨江区注册成立。公司自主研发设计的高效薄膜太阳能电池及组件结合了当今世界最高效率的薄膜太阳能光伏技术与先进的聚光概念，兼具低成本及高效率的特点，可为产品用户提供了可靠而廉价的清洁电力。普尼太阳能（杭州）有限公司在杭州高新技术开发区租用杭州市滨江区江陵路88号浙江万轮车业集团有限公司5幢1~2层生产厂房，租赁面积3086.56m2，投资4000万美元，引进进口先进设备，建设一条3MW的CIGS薄膜太阳能电池生产线，主要从事技术开发、技术服务、太阳能系统集成、薄膜太阳能电池配套组件等。目前，企业生产基地处于厂区施工建设及设备安装调试阶段，计划于2010年运营第一条中试生产线。 根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境影响评价法》、国务院[1998]第253号令《建设项目环境保护管理条例》中的有关规定，在工程项目可行性研究阶段须进行环境影响评价工作。建设单位于2010年1月委托浙江大学承担该项目中试生产线的环境影响评价报告书的编制工作。我单位在接受委托后，对项目拟建地进行了现场踏勘，对周围环境进行了调查分析，在征求环保主管部门意见和相关资料收集整理的基础上，编制了本环境影响评价报告书。