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《CIS類薄膜光伏電池吸收層及緩沖層材料制備與研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、本文由shevjiang貢獻pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。ｙ１４０４９３７分類號：ＵＤＣ：ＴＭ６１學校代號：１０１５０學號：２００５２１０１密級：峽建交戤摯碩士學位論文ＣＩＳ類薄膜光伏電池吸收層及緩沖層材料的制備與研究ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈＯＨａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｌａｙｅｒａｎｄｂｕｆｆｅｒｌａｙｅｒｍａｔｅｒｉａｌｉｎＣＩＳ－Ｃｌａｓｓｓｏｌａｒｃｅｌｌ學生姓名：導師及職稱：學科門類；專業(yè)名稱：研究方向：申請學位級別：論文答辯日期：學位授予單位：劉元之薛鈺芝教授工學材料學薄
2、膜光伏材料與器件碩士２００８年６月５日大連交通大學摘要摘要太陽能是“取之不盡，用之不竭＂的清潔和可再生能源。銅銦硒類薄膜太陽能電池具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能而受到廣泛關(guān)注。ＣｕｌｎＳｅ２（簡稱ｃＩｓ）是一種直接帶隙材料，其光吸收系數(shù)高達１０５數(shù)量級，是目前己知光吸收性最好的半導體薄膜材料之一。ＣＩＳ類薄膜太陽能電池以ＣＩＳ為吸收層、以ＣｄＳ為緩沖層，光電轉(zhuǎn)換效率較高。太陽光的最佳吸收能隙在１．４５ｅＶ，ＣｕＩｎＳｅ２的帶隙為１．０４ｅＶ，為了提高帶隙寬度，通常摻入Ｇａ，形成ＣｕＩｎＧａＳｅ四元化合物。鑒于Ｉｎ和Ｇａ均為昂貴金屬，本文通過在ＣＩＳ中摻入廉價
3、的金屬ｍ形成ＣｕＩｎＡｌＳｅ（Ｃ認Ｓ），改變材料的禁帶寬度，以提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。緩沖層ＣｄＳ中的Ｃｄ有毒，本文制備無毒的ＺｎＳ替代ＣｄＳ做為太陽能電池的緩沖層材料，對環(huán)境保護有利。本文首先在玻璃襯底真空上蒸鍍Ｃｕ．Ｉｎ和Ｃｕ－Ｉｎ－Ａｌ金屬多層膜以及后硒化退火的方法，制得了ＣＩＳ和ＣＩＡＳ薄膜。然后以ＺｎＳ０４?７Ｈ２０和ＣＳ（ＮＨ２）２為原料，以ＮＨ３?Ｈ２０為絡(luò)和劑，用化學水浴沉積法（ＣＢＤ）制得了ＺｎＳ薄膜。進而，對制得的樣品用Ｘ射線衍射儀（ＸＲＤ）、掃描電鏡（ＳＥＭ）、能譜儀（ＥＤ）（）、四探針電阻測試儀、分光光度計等進行了檢測，并對
4、結(jié)果進行了分析。吸收層電性能測試結(jié)果顯示，ＣＩＳ薄膜的電阻率在３．６８×１０４Ｑ?ｃｍ與１．８９Ｑ?ｃｍ之間。當Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｅ的比例在１：１：２附近時，薄膜樣品的電阻率在１．０Ｑ?ｃｍ數(shù)量級，ＣＩＡＳ薄膜的電阻率較ＣＩＳ薄膜的低，最高為０．６６×１０ｄＱ?鋤。ＳＥＭ觀察發(fā)現(xiàn)ＣＩＳ薄膜樣品的形貌隨各元素比例不同而有差異。在化學計量比附近，富Ｃｕ的樣品晶粒較大。ＸＲＤ物相分析顯示，在化學計量比附近能夠獲得單一物相的ＣＩＳ多晶薄膜，砧替代部分Ｉｌｌ后，ＣＩＡＳ保持了黃銅礦型結(jié)構(gòu)。分光光度計檢測結(jié)果顯示，兩種薄膜樣品的透光率在５％以下。ＳＥＭ觀察發(fā)現(xiàn)，Ｚｎ
5、Ｓ薄膜表面形貌呈球形，顆粒細??；四探針電阻測試顯示ＺｎＳ薄膜的電阻率大于１．ＯｋＱ?ｃｍ，這樣的電阻率滿足制作太陽能電池的要求。ＸＲＤ物相分析顯示，ＺｎＳ薄膜呈非晶或微晶狀態(tài)。分光光度計檢測說明ＺｎＳ薄膜樣品的透光率在可見光波段大都在８０％以上，其性能均顯示了ＺｎＳ薄膜適于做太陽能電池緩沖層材料。關(guān)鍵詞：ＣＩＳ，ＣＩＡＳ，太陽能電池，硒化大連交通大學工學碩士學位論文ＡｂｓｔｒａｃｔＥｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｖｅｗｏｒｌｄｅｃｏｎｏｍｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｏｌａｒｅｎｅｒｙａｌｗａｙｓａｖ
6、ａｉｌａｂｌｅｆｏｒ、析ｔｌｌｉｎｔｏｃａｎｂｅｃｏｍｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｍａｔｔｅｒｔｏｔｈｅｍｏｄｅｍｂｅｓｅｅｎ勰ｉｎｅｘｈａｕｓｔｉｂｌｅｉｎｓｕｐｐｌｙａｎｄｕｓｅ，ｃｏｍｐａｒｅｄ晰ｔｌｌｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌ，ｓｏｌａｒｅｎｅｒｙｈａＳｔｈｅｓｐｅｃｉａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｃｌｅａｎａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅ．ＴｈｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｈａＳｂｅｃｏｍｅｔｈｅｆｏｃｏｕｓｆｏｒｉｔｓａｂｉｌｉｔｙｔｏｃｏｎｖｅｒｔｌｉｇｈｔａｅｌｅｃｔｒｏｃｉｔｙ．ＣｕＩｎＳｅｚ（ＣＩＳ）ｉｓｋｉｎｄｏｆｄｉｒｅｃｔｂａｎｄｇａｐｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
7、ｏｒｍａｔｅｒｉａｌ，ｉｔｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅａｃｈｅｄ１０’，ｉｓｔｈｅｈｉｇｈｉｓｔｉｎｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄｉｔｓｍａｋｅＣＩＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓｏｌａｒｃｅｌｌｔｈｅｆｏｃｕｓｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｈｉ曲ｔｏｏ，ｗｈｉｃｈｉｎｐｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｆｉｅｌｄｓ．ＣＩＳｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｔｈｉｎｆｉｌｍｓ，ｉｅ．ｓｅｌｅｎｙｌａｔｉｏｎｉｓｄｏｎｅｆｏｒｔｈｅＣｕ－ＩｎｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｇｌａＳｓｓｕｂｓ
8、ｔｒａｔｅｖｉａｖａｃｕｕｍｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ＺｎＳｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓｐｒｅｐａｒｅｄ
