磁控溅射生长氢化Mg和Ga共掺杂宽光谱ZnO薄膜及应用

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:steve0309
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
透明导电氧化物(TCO)薄膜是硅基薄膜太阳电池(包括非晶硅电池和微晶硅电池,非晶硅/微晶硅叠层电池)的重要组成部分,其在光学波长范围320-1100nm应有较高的透过率。然而,常规的Al掺杂ZnO(AZO)或者Ga掺杂ZnO(GZO)很难平衡近紫外(300nm左右)和近红外(1100nm左右)区域的透过率。理想的TCO应该通过展宽带隙并改善近紫外透过率,同时能够保持近红外区域较高的透过率,并且具有良好的电学性能。Mg和Ga共掺杂ZnO(MGZO)薄膜期望能够在调制电学的基础上有效地展宽光学带隙,从而更好地应用于硅基薄膜太阳电池。本论文利用直流脉冲磁控溅射技术并借助引入氢气,在超白玻璃衬底生长Mg和Ga共掺杂型ZnO薄膜(HMGZO),溅射靶材为陶瓷靶。主要研究内容及结果如下:  首先,通过Mg掺杂展宽带隙,并且改善薄膜的在近紫外和近红外区域的透过率。此外,利用Ga和H作为施主改善薄膜的电学性能,期望薄膜在Mg、Ga和H的共同作用下获得宽光谱并且具有优良电学性能的HMGZO薄膜。系统地研究了氢气流量、衬底温度、Mg掺杂量等重要因素对薄膜性能的影响。优化获得的HMGZO薄膜:电阻率~1.22×10-3Ωcm,方块电阻~8.88Ω/sq,载流子浓度~2.1×1020cm-3,电子迁移率~24.3cm2V-1s-1,350-1100nm波长范围内平均透过率达81.5%。  其次,基于对TCO玻璃衬底和硅基薄膜太阳电池沉积环境兼容性的考虑,对HMGZO薄膜在适当高温下的光电稳定性做了退火处理研究。室温下及在高温下沉积的HMGZO薄膜经过真空退火,其光电性能并未出现明显衰退,表明其能够很好地适用于硅基薄膜太阳电池生长。此外,TCO薄膜应用到薄膜太阳电池中时,陷光特性尤其重要。我们对溅射后腐蚀时间对HMGZO薄膜形貌及陷光性能的影响做了实验研究,实验结果表明在体积百分比为0.1%的盐酸中腐蚀20s处理或获得了相对较好的光散射特性。  最后,将经过优化获得具有适当光电性能及陷光特性的HMGZO薄膜分别应用于非晶硅及微晶硅薄膜太阳电池。非晶硅薄膜太阳电池转换效率达8.2%,而微晶硅电池转换效率为6.78%。
其他文献
FPGA(Field Programmable Gate Arrays)是目前广泛使用的一种可编程器件,FPGA的出现使得ASIC(Application Specific Integrated Circuits)产品的上市周期大大缩短,并且节省了大
磷是仅次于氮的作物第二大必需营养元素,对作物生长发育具有不可替代的作用。虽然土壤中总磷含量较高,但土壤中的磷极易被固定,在许多地区,土壤有效磷含量低已成为限制作物产量提高的主要因素之一。小麦(Triticum aestivum L.)是世界和我国最主要的粮食作物之一,在粮食生产中起着举足轻重的作用,如何稳定提高小麦产量是当前农业生产最重要的任务之一。大量研究表明,不同基因型小麦对磷的吸收利用能力不
交流变频调速装置在军工、工农业生产和日常生活中应用广泛,随着现代技术的深入发展,交流变频调速的控制技术也得到不断改进和完善,而空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)在交流变频调速的控制上起着重要的作用,而基于FPGA实现SVPWM控制算法也对系统性能的提高和改善起到一定的作用,因此成为近年来的热点研究问题。本文基于对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的详细理论分析和推导,然后通过模块化的设计思
本论文以近年来电磁学界的研究热点异向介质为研究背景,主要包括三部分成果:二维光子晶体超透镜成像研究,各项异性异向介质Brewster角研究,以及基于SRR的可控波导滤波器的设计。第一部分从光子晶体的基本概念起介绍了如何利用平面波展开法计算光子晶体的能带。研究了光子晶体中存在的两种负折射的情况,并且区分了等效负折射率,负折射现象,和超透镜现象三个重要的概念。接下来利用FDTD方法进行了二维三角形晶格
本文把虚拟仪器技术与电路故障诊断结合,构造了一个基于虚拟仪器的故障诊断平台原型,重点研究了运用ATLAS信号模型特点进行信号建模的方法,以及EMD方法在电路故障诊断中的应
蛹虫草(Cordyceps militaris L.Link)多糖具有抗氧化、降血糖、免疫调节等多种药理作用,在医学、保健品、食品、药物载体等领域有良好的应用前景。为了寻找高活性的蛹虫草多糖
12月19日,民主与科学杂志社在九三学社中央机关会议室举办《民主与科学》创刊30周年座谈会.座谈会由民主与科学杂志社主编张培富教授主持,九三学社中央副主席、《民主与科学
期刊
聚焦技术是HIFU治疗系统中最为关键的技术,聚焦效果是决定治疗安全与成功的关键。分析计算不同情况下的声聚焦特点,对提高实际治疗效果具有重要意义。本文在综述高强度聚焦超声
花生籽仁中含有丰富的脂肪和蛋白质,具有很高的营养价值和经济价值,是我国食用、榨油兼用的经济作物。花生对重金属镉有较强的吸收富集能力,花生种植在人为因素造成的镉污染严重
随着通信和多媒体领域应用变得越来越复杂,传统的基于集成电路(ASIC)的解决方案由于研发成本高,灵活性差,显得越来越不适用。取而代之的,以处理器,特别是多核处理器,为核心的系统正