CuInSe_2薄膜太阳能电池光吸收层、缓冲层、电极的制备与性能研究

【摘要】： 太阳能电池(solar cells)是实现太阳能发电最重要的发明,主要是利用光生伏打效应(photovoltaic effect)将光能直接转换成电能的一种P-N结半导体装置。为达到大面积的太阳能电池及其普及化的目标,不断发展太阳能电池是一项不可避免的趋势。 本文从CdS/CuInSe2薄膜太阳能电池的基本结构出发来制备和研究其各薄膜材料的性能。本论文主要采用磁控溅射(magnetronsputtering)方法制备包括透明导电膜(ITO)、Mo电极以及CuIn预置层等各薄膜材料,通过对CuIn预置层进行高温真空硒化而制备得到CuInSe2光吸收层。同时也采用化学水浴法(CBD)制备硫化镉(CdS)缓冲层材料。通过对制备出的各层薄膜材料进行测试表征,研究其结构、形貌、成分和光电等方面的特性,并得出以及结果:第一,在硒化温度为400℃以上制备的CuInSe2薄膜具有良好的单一的黄铜矿结构相,第二,在60℃下用化学水浴法制备的CdS薄膜具有很好的晶体结构和光电特性,第三,在制备的ITO薄膜过程中,溅射气压和O2/(O2+Ar)流量比会对ITO薄膜各特性具有比较大的影响。通过实验结果的研究为实验室太阳能电池器件的制备做好了前序工作。 【关键词】：太阳能电池 CuInSe_2 CdS ITO
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 论文摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 前言11
• 1.2 薄膜太阳能电池的发展11-12
• 1.3 本论文研究的内容和目的12-14
• 1.3.1 本论文研究的内容13
• 1.3.2 本论文研究的目的13-14
• 参考文献14-18
• 第二章 薄膜生长方法、仪器与测试仪器18-30
• 2.1 薄膜生长方法和实验仪器18-22
• 2.1.1 磁控溅射镀膜法(Magnetron sputtering)18
• 2.1.2 研究所采用的磁控溅射系统18-20
• 2.1.3 硒化装置20-21
• 2.1.4 化学水浴法(Chemical bath deposition:CBD)21
• 2.1.5 化学水浴法装置21-22
• 2.2 测试分析仪器22-30
• 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)22-24
• 2.2.2 X-Ray衍射仪(XRD)24
• 2.2.3 X-Ray光电子能谱(XPS)24-25
• 2.2.4 UV-VIS分光光度计25-26
• 2.2.5 台阶仪26-27
• 2.2.6 Raman光谱测试仪27
• 2.2.7 四探针27-28
• 2.2.8 半导体导电类型判断测试装置28-30
• 第三章 薄膜制备及结果讨论30-58
• 3.1 概述30-31
• 3.2 Mo底电极制备31-32
• 3.2.1 磁控溅射制备Mo电极31
• 3.2.2 Mo电极结果和讨论31-32
• 3.3 CuInSe_2光吸收层制备32-40
• 3.3.1 CuIn合金预置层的制备32-33
• 3.3.2 CuIn合金预置层测试结果和讨论33-34
• 3.3.3 CuIn合金预置层硒化制备CuInSe_2光吸收层34-40
• 3.3.4 小结40
• 3.4 化学水浴法(CBD)制备硫化镉薄膜(CdS)40-47
• 3.4.1 概述40-41
• 3.4.2.制备41
• 3.4.3.结果和讨论41-46
• 3.4.4 小结46-47
• 3.5 低真空度下用射频磁控溅射方法制备ITO47-55
• 3.5.1 概述47-48
• 3.5.2 射频磁控溅射方法制备ITO48
• 3.5.3 结果与讨论48-53
• 3.5.4 小结53-55
• 参考文献55-58
• 第四章 总结58-59
• 致谢59-60
• 附作者发表或已提交的文章、专利60

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