金属/ZnO复合背电极及其在n-i-p硅薄膜太阳电池中的应用

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:masterwhl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前太阳电池是解决能源短缺和环保问题的最有开发前途的能源。为进一步提高对太阳光的利用率,拓展太阳电池光谱响应范围则成为研究重点,作为n-i-p薄膜太阳电池的背电极要求在长波段具备较高的散射和绒度。本论文利用磁控溅射法溅射金属靶材(Ag,Al)制备金属薄膜,然后再溅射平面ZnO制备金属/ZnO复合背电极。本文主要研究金属薄膜和金属/ZnO复合背电极的表面形貌、光学性能及其在薄膜太阳电池中的应用。具体研究内容和研究结果如下:  (1)本文Ag/ZnO背电极的表面形貌主要复制金属的表面形貌,因此主要通过控制金属层的表面形貌来改变背电极的表面形貌。  通过改变衬底温度、溅射气压、溅射功率等沉积工艺条件来研究Ag薄膜光学性能和表面形貌的变化。结果表明适度的衬底温度,溅射气压和溅射功率可以使表面粗糙度增大,光学性能的散射和绒度也会随着薄膜表面粗糙度的增大呈现增大的趋势。  研究不同溅射类型对薄膜性能的影响,结果表明射频磁控溅射条件下的样品表面形貌比直流磁控溅射的大,利用射频Ag的大绒度和直流Ag的短波段高反射构成RF-Ag/DC-Ag双层金属膜。  研究ZnO厚度对Ag/ZnO背电极光学性能和表面形貌受的影响,当ZnO厚度太厚时,会对入射光有一个很强的吸收作用。当120nm厚的ZnO与一定粗糙度的Ag构成Ag/ZnO背电极其性能最优。表面粗糙度为52nm的Ag薄膜与120nm厚的ZnO构成的Ag/ZnO背电极的表面粗糙度为40nm,Ag/ZnO背电极的积分反射在400nm-1100nm范围内大于85%,在800nm处的绒度(Haze)达50%,初步实现了高反射率和高绒度的高性能背电极。  (2) Ag/ZnO背电极的表面粗糙度无法继续提高,而Al/Ag/ZnO复合背电极是为一种提高传统背电极表面形貌和光学性能的方法,它利用Al薄膜的大绒面结构和Ag薄膜对太阳光宽谱域的高反射性能。  由于Al和Ag之间的合金化使Al/Ag/ZnO复合背电极的积分反射降低,为了防止Al和Ag之间的合金化而采取Al通氧生成AlOx和中间加入很薄的透明导电膜ZnO层分别形成AlOx/Ag/ZnO和Al/ZnO/Ag/ZnO复合背电极。  AlOx/Ag/ZnO复合背电极的表面粗糙度RMS达87nm;500nm处的积分反射为88%,在650nm~1100nm范围内大于80%;800nm处绒度达80%。  Al/ZnO/Ag/ZnO复合背电极的表面粗糙度RMS达73nm;500nm处的积分反射为84%,在650nm~1100nm范围内大于80%;800nm处的绒度(Haze)达82%。  AlOx/Ag/ZnO和Al/ZnO/Ag/ZnO二种优化的背电极在表面粗糙度,积分反射和绒度上都比Ag/ZnO复合背电极的要大。  (3)优化的Ag/ZnO复合背电极应用到a-SiGe∶H单结电池时效率可达到10.6%,其中Voc=0.739V,FF=0.667,Jsc=21.5mA/cm2;应用到n-i-p型u-Si∶H电池中具有8.21%的效率;应用到a-SiGe/u-Si双结叠层电池的效率达到12.06%,其中Jsc=10.7mA/cm2, FF=68%, Voc=1.658V。
其他文献
RF MEMS开关是最早应用的射频MEMS器件之一,与传统的FET和p-i-n二极管相比,RFMEMS开关以其极低的直流功耗,优越的微波性能,以及很高的线性度在微波/毫米波电路中表现出巨大的
本论文选择世界三大养殖品种之一的凡纳滨对虾为研究对象,制备五种蛋白质含量均为34%,脂肪含量分别为6%、8%、10%、12%和14%的等氮等能饲料,在循环水养殖系统中进行为期30天和60天
土壤微生物对于营养的转化和植物所需矿物质的提供都具有重要意义,土壤微生物的两大类群真菌和细菌,在分解过程中起着至关重要的作用。人类活动造成的营养物质的输入和土壤管理
近年来,随着光互连与光通信的快速发展,有着低成本、高性能与CMOS工艺兼容的单片光电集成电路(OEIC)光接收机已成为近年来的一个研究热点。因为光电探测器与前置放大器决定着
球形芽胞杆菌(Bacillus sphaer icus)是一种在自然环境中广泛存在的好氧型芽胞杆菌。部分菌株由于对蚊幼虫具有特异性毒杀作用,在世界范围内被成功地应用于疾病媒介蚊虫的生物
现代科学技术的发展使得生物技术的应用成为可能,指纹识别技术是新近发展起来的一项高新技术。指纹识别是利用人体指纹的唯一性及其不变性等生理特征,将指纹图像进行采集并根
近年来,移动通信的快速发展有目共睹,手机作为一种人与人之间的沟通工具,成为人们日常工作生活中不可或缺的组成部分。由于市场竞争的激烈和人们对手机的性能以及外观的要求,
飞蝗在不同种群密度下可表现出群居型和散居型,两型蝗虫在生殖上有所不同,群居型的卵体积比散居型大,产卵数量比散居型少。卵体积的主要影响因素是卵黄蛋白及其前体卵黄原蛋白,本
弥勒苣苔属(Paraisometrum W.T.Wang)隶属于苦苣苔科(Gesneriaceae),为单种属,仅有弥勒苣苔(Paraisometrum mileense W.T.Wang)一种,只在云南石林和广西隆林发现有少量分布。弥勒苣
半导体CMOS集成电路与LCD显示技术有机融合产生的LCoS显示技术具备小体积、低功耗、高显示分辨率等特点,在便携式显示产品和微投影显示领域具备天然的优势。LCoS实现彩色显示