太阳能电池吸收层和窗口层材料的制备研究

【摘要】：SnS无毒、环保,其光学禁带宽度与可见光有很好的光谱匹配,非常适合作为 太阳能电池中的光吸收层材料。ZnO的禁带宽度约为3. 3eV,具有很高的热稳定性和 化学稳定性,是值得深入研究的新一代太阳能电池窗口材料。 本文分别采用化学浴沉积法、连续离子层吸附反应(SILAR)法在ITO玻片和玻 璃片上制备了SnS薄膜。研究了不同工艺条件和参数对SnS薄膜品质的影响,并从 理论上简要分析了两种工艺过程中SnS薄膜的形成机理。 采用XRD、SEM和能谱分析等手段对所制备的SnS样品的晶体结构、表面形 貌和成分进行了表征。通过对用两种方法所得薄膜样品检测结果的对比,说明 SILAR法比化学浴法更适合丁制备SnS薄膜,初步获得了用SILAR法制备SnS薄膜 的优化工艺条件。 用SILAR法,分别采用不同反应源制备ZnO薄膜样品,完成了对样品的检测分 析,并初步探索了ZnO薄膜的掺杂工艺,还分析了掺杂和退火对ZnO薄膜的电学性 能的影响。 【关键词】：太阳能电池 SnS ZnO 薄膜 制备
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TM914
【目录】：

• 第一章 绪论8-17
• 1．1 太阳能电池8
• 1．2 太阳能电池的分类8-10
• 1．2．1 单晶硅太阳能电池8-9
• 1．2．2 多晶硅薄膜太阳能电池9
• 1．2．3 非晶硅薄膜太阳能电池9
• 1．2．4 多元化合物薄膜太阳能电池9-10
• 1．3 太阳能电池新型材料的研究10-16
• 1．3．1 太阳能电池吸收层材料10-13
• a． SnS 薄膜的性能10-11
• b． SnS 薄膜的制备方法11-13
• 1．3．2 太阳能电池窗口材料13-16
• a． ZnO薄膜的性能13-14
• b． ZnO薄膜的制备方法14-16
• 1．4 本课题的内容和意义16-17
• 第二章 SnS薄膜的制备17-27
• 2．1 化学浴沉积法制备SnS薄膜17-21
• 2．1．1 实验药品及主要设备17-18
• 2．1．2 衬底预处理18
• 2．1．3 反应溶液的配制18-19
• 2．1．4 SnS薄膜的沉积19
• 2．1．5 烘干及热处理19
• 2．1．6 化学浴沉积 SnS薄膜的机理分析19-21
• 2．2 SILAR法制备 SnS薄膜21-26
• 2．2．1 实验药品及设备21-22
• 2．2．2 SnS薄膜的制备22
• 2．2．3 烘干及热处理22-23
• 2．2．4 影响 SnS薄膜品质的因素分析23-26
• 2．3 结论26-27
• 第三章 SnS薄膜的表征与分析27-34
• 3．1 不同方法对 SnS薄膜沉积的影响27-28
• 3．1．1 XRD分析27-28
• 3．1．2 SEM分析28
• 3．2 SILAR法中溶液浓度对薄膜的影响28-31
• 3．2．1 XRD分析28-29
• 3．2．2 SEM分析29-30
• 3．2．3 能谱分析30-31
• 3．3 不同衬底对 SnS薄膜沉积的影响31-33
• 3．3．1 XRD分析31-32
• 3．3．2 SEM分析32-33
• 3．4 小结33-34
• 第四章 连续离子层吸附反应(SILAR)法制备 ZnO薄膜34-43
• 4．1 前言34
• 4．2 SILAR法制备 ZnO薄膜34-39
• 4．2．1 实验药品及设备34
• 4．2．2 制备方案34
• 4．2．3 SILAR法方案1制备ZnO薄膜34-35
• 4．2．4 SILAR法方案2制备ZnO薄膜35-36
• 4．2．5 薄膜表征与分析36-39
• a． XRD结果分析36-37
• b． SEM结果分析37-38
• c． 能谱分析38-39
• 4．3 SILAR法制备ZnO: Al(AZO)薄膜39-41
• 4．3．1 XRD结果分析39-40
• 4．3．2 SEM结果分析40-41
• 4．4 ZnO薄膜的电学性能分析41-42
• 4．4．1 掺杂对 ZnO薄膜电学性能的影响41
• 4．4．2 退火温度对 ZnO薄膜电学性能的影响41-42
• 4．5 小结42-43
• 第五章 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-53
• 附录53

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