【摘 要】
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三元化合物半导体CuInS,由于具有与太阳光谱非常匹配的宽直接带隙(1.55eV),而成为优良的高效薄膜太阳电池吸收层材料.本文报道采用射频(RF)反应溅射技术,以铜银(Cu-In)合金为靶材、HS为反应气体,在Soda-Lime玻璃衬底上沉积高质量CuInS薄膜的实验结果.分别运用扫描电镜(SEM)、能量散射X-射线谱(EDX)、X-射线衍射谱(XRD)和表面轮廓仪(α-step)等对沉积样品的
【机 构】
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湛江师范学院信息科技学院(广东湛江) 清华大学电子工程研究所(台湾新竹)
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三元化合物半导体CuInS<,2>,由于具有与太阳光谱非常匹配的宽直接带隙(1.55eV),而成为优良的高效薄膜太阳电池吸收层材料.本文报道采用射频(RF)反应溅射技术,以铜银(Cu-In)合金为靶材、H<,2>S为反应气体,在Soda-Lime玻璃衬底上沉积高质量CuInS<,2>薄膜的实验结果.分别运用扫描电镜(SEM)、能量散射X-射线谱(EDX)、X-射线衍射谱(XRD)和表面轮廓仪(α-step)等对沉积样品的结构形貌和组成成分等特性进行了分析表征,研究了这些特性能对沉积参数的依赖关系.通过对溅射功率、衬底温度和H<,2>S流量等工艺参数的优化,获得了单一黄铜矿相结构且沿单一晶向(112)生长的高质量富铜(Cu-rich)CuInS<,2>薄膜,晶粒线度达400nm,薄膜中成分的原子比[Cu+In]/[S]和[Cu]/[Cu+In]可分别接近于1和0.5,文中并对结果进行了简单讨论.该技术成本低廉、可靠性高,适合于高效太阳电池吸收层薄膜的高均匀度大面积沉积,具有规模化工业生产的推广价值.
其他文献
利用氢等离子体处理晶化a-Si:H薄膜,对晶化后的样品进行X射线衍谱(XRD)、傅里叶变换红外吸收谱(FT-IR)和Raman散射谱的测试,讨论和比较了薄膜的Raman谱和FT-IR谱中Si-H键合模式随射频功率、退火温度和退火时间的变化情况.
通过在颗粒硅带(SSP--Silicon Sheet from Powder)衬底上进行外延多晶硅薄膜、发射区扩散、掩膜法制作上下电极等工艺,制备了以颗粒硅带为衬底的多晶硅薄膜(poly-CsiTF)太阳电池,所制得电池的最高转换效率达到6.05﹪(电池面积1cm).通过对电池性能参数的测量、分析,讨论了颗粒硅带制备工艺以及外延层质量等因素对太阳电池性能原影响.
本文在实验的基础上,研究了金属氧化物透明导电薄膜(tin oxide)载流子的输运机理,给出了该机理的理论模型,常温下,金属氧化物透明导电薄膜的载流子的输运是由晶粒间的非晶晶界散射所决定,计算得到的非晶带尾态的激活能为0.037eV.
在制备硫化镉薄膜的过程中,为了减少CBD法中胶体颗粒,我们改进了CBD法的装置,使用了超声搅拌.制备了硫化镉薄膜,并对它进行了退火处理,分析了它的XPS.发现超声波震荡有利于改善薄膜的性能和控制成膜条件.同时还观察到经退火后薄膜的窗口效应得到了增强,由于硫化镉薄膜发生了释氧反应,硫化镉薄膜由含多种氧化物相向较单一的多晶硫化镉相转化,因此退火有利于改善薄膜的性能.
CuInS薄膜是最有前途的多晶薄膜太阳能电池材料.为了用化学水浴法制备CuInS薄膜,本文研究了化学水浴法制备CuS薄膜,用SEM、XRD、EDX分别研究了薄膜的形貌、结构和组分.并且对薄膜的光学性质进行了讨论.
本实验利用电沉积的方法制备CuS薄膜.研究了不同的络合剂,不同的硫源及不同的热处理温度对电沉积制备CuS薄膜性质的影响.研究发现:不同的络合剂可以制备得到不同相的CuS薄膜,用EDTA作为络合剂的时候得到是六方相的CuS其主要晶面是(102),当用柠檬酸钠作为络合剂的时候得到的是单斜的CuS其主要晶面是(842).当用NaSO作为硫源的时候得到的是单斜的CuS其主要界面是(842),当用硫脲作为硫
多晶CuInSe或称Cu(In,Ga)Se(简称CIS或CIGS)材料在薄膜太阳电池中具有重要的应用.CIS/CIGS的制备方法很多,各种制备方法的薄膜,其形成机理与不相同,本文试图讨论几种不同的制备方法下,薄膜的形成机理.
采用ZnTe/ZnTe:Cu作为复合背接触层,对比有、无复合背接触层CdTe太阳电池的参数.研究了本征层厚度、掺杂浓度和退火温度对太阳电池性能的影响.结果表明复合背接触层能改善背接触,且能较大幅度提高CdTe太阳电池的转换效率,本征层厚度和高温退火都能提高开路电压.用ZnTe/ZnTe:Cu作为复合背接触层获得了填充因子为73.14﹪,转换效率为12.93﹪的小面积电池.
我们采用超声雾化CVD工艺来制作二氧化锡薄膜,研究了各种工艺参数对SnO薄膜的性质的影响,摸索了最佳的工艺条件,研究了掺杂对膜的影响,分析了氟化氢和氟化氨掺杂的不同点,同时讨论以何种比例,何种条件,能使得沉积的膜电阻率最小.
本文介绍了一种新型薄膜太阳电池Al/CN肖特基氮化碳薄膜太阳电池,采用离子束溅射,石墨靶,沉积氮化碳薄膜.用ITO为衬底的ITO/CN/Al结构,在100mW/cm光照下,开路电压达200mV.短路电流达1.57μA/cm.文章中,给出了该原形器件可能的能带结构模型.