Cd_（1-x）Zn_xTe多晶薄膜的制备、性能研究与光伏应用

【摘要】： 发展太阳能光伏技术是当今世界解决能源危机与环境污染的一个重要途径。本文目的在于研究Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜的沉积与性质并将需要的Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜作为过渡层应用于CdS／CdTe／ZnTe:Cu太阳电池以提高电池效率。 我们用共蒸发法制备了一系列组分的Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜。用XRD表征薄膜结构，发现退火前后Cd_(1-x)Zn_xTe薄膜都是立方相；用AFM观察薄膜表面形貌，发现刚沉积的多晶Cd_(1-x)Zn_xTe薄膜致密、均匀、无微孔；用温差电动势法测定沉积的Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜为P型半导体；通过透射光谱的测量，计算出光能隙，得出光能隙与x值满足二次方关系变化。 将Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜作为过渡层的思想来源于能带修饰。在CdS／CdTe／ZnTe:Cu太阳电池中，CdTe与ZnTe:Cu的导带有1.1ev的势差；将Cd_(1-x)Zn_xTe多晶薄膜作为过渡层加在CdTe与ZnTe:Cu之间，使导带上的1.1ev的高势差变成两个小势差的台阶变化，以提高电池效率。并在相同的工艺条件下，制备了CdS／CdTe／ZnTe:Cu与CdS／CdTe／Cd_(0.4)Zn_(0.6)Te／ZnTe:Cu电池。测试结果表明，后者比前者效率提高了平均35.0％。 本文是国家自然科学基金项目“新型结构的CdS／CdTe多晶薄膜太阳电池研究”的起始性研究，也是973“低价长寿新型光伏电池的基础研究”中“多晶薄膜材料和电池的探索研究”课题的一部分。本文的基本思路和所取得的主要结果尚未见报道，并对进一步提高CdTe电池效率具有一定的参考与实用价值。 【关键词】：Cd1-xZnxTe多晶薄膜 CdTe太阳电池 过渡层 光能隙
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：O484.41
【目录】：

• 中英文摘要4-6
• 1． 引言6-11
• 1．1 能源的需求与太阳电池的发展6-7
• 1．2 CdTe多晶太阳电池7-8
• 1．3 太阳电池的基本工作原理8-11
• 2． 本论文选题思想与研究方案11-17
• 2．1 CdTe多晶电池的背接触11-12
• 2．2 CdS／CdTe／ZnTe:Cu多晶薄膜电池12-14
• 2．3 用Cd_（1-x）Zn_xTe多晶薄膜作为过渡层14-15
• 2．4 本论文的研究目标与方案15-17
• 3． Cd_（1-x）Zn_xTe多晶薄膜的制备与热处理17-20
• 3．1 Cd_（1-x）Zn_xTe材料17
• 3．2 Cd_（1-x）Zn_xTe多晶薄膜的制备17-19
• 3．3 Cd_（1-x）Zn_xTe多晶薄膜的热处理19-20
• 4． Cd_（1-x）Zn_xTe多晶薄膜的性能表征20-36
• 4．1 测试、表征手段20-21
• 4．2 X射线衍射分析21-25
• 4．3 成分分析25-27
• 4．4 导电类型的判别27-28
• 4．5 形貌分析28-29
• 4．6 电阻率的测试29-30
• 4．7 透射光谱的测试与光能隙的计算30-36
• 5． CdS／CdTe／Cd_（1-x）Zn_xTe／ZnTe:Cu多晶薄膜电池太阳电池的制备36-40
• 6． 电池测试结果与讨论40-45
• 7． 主要结论与对进一步研究工作的建议45-47
• 7．1 主要结论45-46
• 7．2 对进一步研究工作的建议46-47
• 参考文献47-49
• 致谢49-50
• 研究生期间发表的文章50

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