CBD法制备大面积CdS薄膜及光伏应用

【摘要】：硫化镉在薄膜太阳电池中应用广泛。无论在CIGS(I–III–V材料)还是Cd Te(II–VI材料),或者CZTS薄膜材料体系电池中,Cd S都是非常关键的一层。在Cd Te电池中Cd S作为n型半导体材料,在CIGS薄膜太阳电池中Cd S作为缓冲层介于CIGS和Zn O之间的关键层,一方面作为n型半导体材料,另一方面可以调节CIGS和Zn O带隙梯度。为了制备透明的和高电阻率的Cd S薄膜,研制出很多种方法制备获得。如化学气相沉积(CVD),电镀,射频磁控溅射,化学水浴法。而制备无针孔的Cd S薄膜一般使用CBD法,其价格低廉且所制备的薄膜与CIGS晶格失配较小。在用CBD法制备Cd S薄膜有使用缓冲剂的低氨的方法,也有不使用缓冲剂的高氨的方法。本文采用化学水浴法制备10cm×10cm大面积Cd S薄膜。调整合适的工艺参数为达到节约资源,提高沉积速率,制备透过率高均匀性好的Cd S薄膜,并且在光伏器件中作为缓冲层使用。其反应包含两个部分即孤立离子之间发生化学反应即异质成核和反应生成的分子团聚集过程即同质成核。这两部分反应是竞争反应,而异质成核所制备的薄膜透过率和附着性都是比同质反应要好的,所以需要调整合适工艺参数使得薄膜生长大部分处于异质生长成膜。本文通过一些正交实验在不同的温度条件下调节转子转速和药品计量比来满足该需求。 【关键词】：薄膜太阳电池 CdS CBD 缓冲层
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 硫化镉研究的目的和意义9-13
• 1.1.1 硫化镉的研究背景9
• 1.1.2 硫化镉的发展现状9-11
• 1.1.3 硫化镉在薄膜太阳电池中的应用11-12
• 1.1.4 硫化镉薄膜制备的工艺和存在的问题12-13
• 1.2 本论文研究的主要内容13-15
• 1.2.1 化学水浴法制备硫化镉薄膜13-14
• 1.2.2 硫化镉薄膜的在CIGS太阳电池中的应用14-15
• 第二章 硫化镉薄膜的制备原理、制备方法和表征手段15-25
• 2.1 硫化镉薄膜15-17
• 2.1.1 硫化镉结构和性质15-16
• 2.1.2 CIGS太阳电池原理16-17
• 2.2 硫化镉薄膜的制备17-22
• 2.2.1 化学水浴法制备硫化镉薄膜的原理17-19
• 2.2.2 化学水浴法的装置19-20
• 2.2.3 化学水浴法制备硫化镉薄膜的工艺流程20-22
• 2.3 硫化镉薄膜的表征22-23
• 2.3.1 台阶仪22
• 2.3.2 X射线衍射仪（XRD）22-23
• 2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）23
• 2.3.4 太阳电池电性能测试仪23
• 2.3.5 椭偏仪23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 大面积硫化镉薄膜的制备25-33
• 3.1 CBD法制备大面积硫化镉的意义25
• 3.2 CBD法制备大面积硫化镉薄膜的主要问题25-26
• 3.3 CBD法制备大面积硫化镉薄膜26-33
• 3.3.1 不使用转子制备大面积CdS薄膜26-29
• 3.3.2 使用转子制备大面积CdS薄膜29-33
• 第四章 CBD法制备大面积硫化镉薄膜研究33-54
• 4.1 反应物溶液浓度大面积CdS薄膜特性的影响33-39
• 4.1.1 硫脲溶液的影响33-34
• 4.1.2 醋酸镉溶液浓度的影响34-36
• 4.1.3 反应级数的测定36-39
• 4.2 不同衬底的影响39-45
• 4.2.1 不同衬底对硫化镉薄膜晶体结构的影响40-43
• 4.2.2 不同衬底对硫化镉薄膜表面形貌的影响43-45
• 4.3 搅拌速率的影响45
• 4.4 溶液PH值的影响45-47
• 4.5 CBD法制备大面积硫化镉的均匀性和透过率分析47-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第五章 硫化镉薄膜在CIGS太阳电池中的应用54-60
• 5.1 CIGS薄膜的制备54-55
• 5.2 CdS层的制备55-56
• 5.3 Mo层的制备56-57
• 5.4 ZnO的制备57-58
• 5.5 大面积CIGS电池效率测试58-60
• 第六章 总结与展望60-61
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-66
• 发表论文和科研情况说明66-67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

CdS薄膜的真空热蒸发制备及在CIGS薄膜太阳电池中的应用    曹敏;门传玲;邓闯;田子傲;安正华;

CIGS电池缓冲层CdS的制备工艺及物理性能    敖建平;孙云;刘琪;何青;孙国忠;刘芳芳;李凤岩;

CdS/CdSe量子点敏化TiO_2纳米棒阵列光阳极和一维硫化钴纳米针阵列对电极的研究    陈畅

复合材料结晶度的测定    黄清明,俞建长,吴万国

多弧离子镀Ti(C,N)/TiN多元多层膜研究    黄元林,李长青,马世宁

纳米粒子晶格畸变率的数量级研究    刘建路,张其春,林金辉

S掺杂ZnO薄膜光电特性的研究    李建国;蒋向东;王继珉;向斌宾;

不同环境气压下激光沉积制备锗纳米薄膜的研究    程成;薛催岭;宋仁国;

超声冲击处理2A12铝合金焊缝表层微观组织结构变化    朱有利;李占明;何嘉武;汪勇;

纳米Fe_3O_4颗粒改性详析    王伟,沈辉

ITO纳米粉末爆炸压实烧结致密化陶瓷靶材研究    李晓杰,张越举,王金相,李瑞勇,赵铮

离子束流密度和基底温度对TiN纳米薄膜性能的影响    梁爱民,徐洮,王立平,林义民,孙蓉

3Cr2W8V盐浴铬钛复合渗层    陈灵;邹敢锋;

面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究    游峰

N掺杂p型Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备及相关问题的研究    高丽丽

Al_2O_3、B掺杂的FeCo基薄膜的结构和磁性研究    王姝

一种新的SiC外延材料质量评估方法    马格林

Li-N共掺杂p型ZnO薄膜的形成机制及相关物理问题研究    张炳烨

ZnO纳米线紫外探测器的制作及其性能的研究    郭亮

利用表面改型Si衬底制备氧化物薄膜及生长机制研究    于晓明

Bi系氧化物薄膜的分子束外延法制备及微结构研究    张炳森

TiC/a-C：H薄膜的制备及性能研究    胡亚威

新型Ag-ITO复合薄膜的制备、微结构及光电性质表征    蔡琪

染料敏化太阳能电池电极改性研究    石德晖

宽禁带半导体材料—ZnO、TiO_2和金刚石的制备及发光性能研究    王兰芳

在ITO衬底上电化学一步法制备CZTS薄膜    杨忠楠

化学溶液沉积技术制备烧绿石型缓冲层的研究    申雅

银掺杂二氧化钛复合纳米粉体的制备及表征    焦飞

MgZnO日盲紫外探测器的制备和性能研究    曹建明

超声处理和葡萄糖掺杂对MgB_2结构和超导性能的影响    李仪成

CIGS薄膜太阳能电池的工艺研究与制造    钱群

氢化纳米硅薄膜硅量子点光电流响应调控    徐超

氢化纳米硅薄膜的拉曼光谱研究：量子限制与激光加热效应    段雨

CdS薄膜的制备及其性能    黎兵,冯良桓,郑家贵,蔡亚平,蔡伟,李卫,武莉莉

真空蒸发法制备CdS薄膜及其性能研究    单玉桥;党鹏;于晓中;单连中;

离子束溅射制备CdS多晶薄膜及性能研究    范平;梁广兴;张东平;蔡兴民;池京容;李盛艺;

N-P-TiO_2纳米粒子的溶胶-水热制备及太阳光下光催化降解4-氯酚性能    姜洪泉;王巧凤;李井申;王庆元;李振宇;

Quantum dot-sensitized solar cells employing Pt/C_(60) counter electrode provide an efficiency exceeding 2%    YUE GenTian;WU JiHuai;XIAO YaoMing;LIN JianMing;HUANG MiaoLiang;FAN LeQing;LAN Zhang;

metal chalcogenide complex-mediated fabrication of Cu_2S film as counter electrode in quantum dot sensitized solar cells    YU XueChao;ZHU Jun;LIU Feng;WEI JunFeng;HU LinHua;DAI SongYuan;

化学沉积法制备CdS薄膜及性质研究    张辉,杨德仁,马向阳,阙端麟

TiO_2/CuInS_2复合纳米棒阵列的制备及其光电性能    范俊奇;周正基;周文辉;武四新;

Composite Semiconductor Quantum Dots CdSe/CdS Co-sensitized TiO_2 Nanorod Array Solar Cells    汪竞阳;章天金;

新型高效薄膜太阳电池    孙云

天津津能进军薄膜太阳电池行业五味记    王曦悦;

薄膜太阳电池胜算几何?    张涛;

英国发现制造薄膜太阳电池的新技术    

我国薄膜太阳电池产业发展概况    吴达成;刘馨;

薄膜太阳电池技术发展趋势浅析    李微;黄才勇;刘兴江;

薄膜太阳电池技术进展及市场前景    刘春娜;

美国斯坦福大学开发出“即剥即贴”型薄膜太阳电池    贾旭平;

国外薄膜太阳电池研发动态    刘春娜;

几种薄膜太阳电池的新进展    刘玉珩;

薄膜太阳电池技术的研发现状及产业化进展    李微;刘兴江;赵彦民;杨立;冯金晖;李巍;闫礼;乔在祥;

颗粒硅带上薄膜太阳电池的研究进展    许颖;励旭东;李维刚;李仲明;于元;

低纯度颗粒硅带上硅薄膜太阳电池的研究    李维刚;励旭东;许颖;姬成周;

薄膜太阳电池空间应用前景分析    叶晓军;郝国强;李志刚;郑天航;李红波;陈鸣波;

薄膜太阳电池发展概况    孙云;

环境友好的新型高效薄膜太阳电池技术    杨冠军;李成新;李长久;

碲化镉薄膜太阳电池技术和产业化进展    冯良桓;蔡亚平;张静全;武莉莉;黎兵;李卫;雷智;蔡伟;郑家贵;

一种增强薄膜太阳电池中硅膜的光吸收的新方法    段启亮;王海燕;杨仕娥;卢景霄;陈永生;

温度交变环境对薄膜太阳电池相关层材料性能的影响    郝延明;蔡宏琨;周严;林波;张德贤;林列;

非硅衬底上转换效率10%的硅薄膜太阳电池    许颖;励旭东;罗欣莲;王文静;于民;李仲明;

铜铟硫薄膜太阳电池研制成功    记者 周益臻

硅薄膜太阳电池基地落沪    记者 蒋心和

福建钧石：完善薄膜太阳电池产业链    

以情招商 20亿元项目落户东坡区    记者 古良驹

我国太阳电池研究取得重要突破    孙娟

我国碲化镉薄膜太阳电池转换效率创纪录    格尔

夯实光伏和真空两个产业发展平台    北京北仪创新真空技术有限责任公司总经理 陶梦

戴松元：风雨过后见“阳光”    本报记者　陈敬农 通讯员　程艳

泰阳光电25%股权500万挂牌    本报记者 李阳丹

新产业应加快与资本市场对接进程    中科招商投资(基金)管理公司执行副总裁 谢勇

薄膜太阳电池及其陶瓷硅衬底材料的制备和电子辐照研究    廖华

新型纳米结构材料制备及其在薄膜太阳电池的应用研究    李志强

铜锌锡硫薄膜太阳电池相关材料与器件的研究    葛杰

硅薄膜太阳电池材料的制备研究    王金晓

低成本衬底上晶体硅薄膜太阳电池的研究    励旭东

铜铟镓硒薄膜太阳电池的器件仿真    刘一鸣

氢化纳米硅（na-Si：H）薄膜太阳电池研究    于化丛

新型化合物黄铜矿（CIGSS）光伏特性及其在薄膜太阳电池中的应用    柳效辉

HWCVD制备硼掺杂氢化纳米硅及银纳米粒子增强硅薄膜太阳电池光谱响应的研究    罗培青

纳米硅薄膜太阳电池优化研究    郭立强

薄膜太阳电池的研究    李素文

有机薄膜太阳电池器件性能的优化    葛运成

CBD法制备大面积CdS薄膜及光伏应用    尹富红

非晶硅薄膜太阳电池的优化设计    李玲

微晶硅衬底上金属纳米结构光散射特性的数值模拟    张宇杰

用于薄膜太阳电池的新型半导体薄膜    姚菲菲

薄膜太阳电池的吸收层与纳米结构研究    李静雷

非/微晶硅薄膜太阳电池的衰退及稳定性研究    朱向健

有机给体—受体型异质结薄膜太阳电池的研究    任驹

化合物薄膜太阳电池若干问题研究    霍晓旭