【摘要】：具有可再生性、無污染性的太陽能利用成為解決能源問題有效途徑之一,而太陽能電池就是合理利用太陽能的一種重要表現(xiàn)形式。CuInTe_2的禁帶寬度為1.06eV左右,可以通過摻雜Ga或Al使其禁帶寬度進行調(diào)整�；诘谝恍栽韺uInTe_2體系進行理論計算,分析其幾何結(jié)構(gòu)、禁帶寬度及光學性質(zhì);采用旋涂~共還原法對CuInTe_2、CuGaTe_2和CuAlTe_2三種三元化合物進行制備,后又對CuInTe_2進行摻雜Ga或Al制備,采用XRD、SEM、EDS和四探針電阻儀對其進行結(jié)構(gòu)和性能分析。(1)采用CASTEP程序?qū)υ擉w系進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能帶及光學性質(zhì)計算。結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,CuInTe_2、CuGaTe_2和CuAlTe_2的晶胞體積變大,但三者晶胞體積依次減小的趨勢不變;在CuInTe_2中摻雜Ga或者Al進行優(yōu)化后,較CuInTe_2的晶胞體積變小,摻雜量越大,晶胞體積越小;能帶計算后,發(fā)現(xiàn)隨著摻雜Ga或Al量的增加,禁帶寬度越變越大,但變化范圍在CuInTe_2和CuAlTe_2禁帶寬度的范圍之內(nèi),可以通過改變摻雜量使禁帶寬度在此范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié);CuInTe_2的吸收率在波長為250nm達到頂峰,但隨著摻雜量的增加,頂峰值有增大趨勢,在可見光波長范圍內(nèi),吸收率都達到4.0×10~4cm~(-1),能夠保持較好的吸收率。(2)研究了氯化物體系制備CuInTe_2在不同反應溫度下的合成結(jié)晶效果,發(fā)現(xiàn)在180℃~220℃下有成功制備CuInTe_2薄膜的趨勢;研究了硝酸鹽體系制備CuInTe_2薄膜在該溫度區(qū)間內(nèi)反應不同時間的合成結(jié)晶效果,均成功制備出了CuInTe_2薄膜,結(jié)晶效果較于氯化物體系制備明顯變好,在反應溫度為200℃、反應時間為20h時結(jié)晶最好;發(fā)現(xiàn)增加反應次數(shù)能夠提高成功制備CuInTe_2薄膜的概率并能有效提高其結(jié)晶效果,而增加熱處理工藝并未達到預期效果;通過SEM分析所制薄膜在一定范圍內(nèi)能夠保持連續(xù)致密;通過EDS分析所制薄膜均含有Cu、In和Te元素;通過四探針電阻儀測得所制薄膜的電阻率與電導率符合半導體范圍,但由于薄膜表面致密性較差,對電性能的測試結(jié)果影響較大。(3)研究了在180℃~220℃下反應不同時間的合成CuGaTe_2薄膜的結(jié)晶效果,均成功制備出了CuGaTe_2薄膜,但結(jié)晶效果不好,在反應溫度為200℃、反應時間為20h時結(jié)晶最好,通過SEM分析薄膜能夠保持連續(xù)致密,通過EDS分析所制薄膜均含有Cu、Ga和Te元素;研究了在不同反應溫度下合成CuAlTe_2薄膜的結(jié)晶效果,沒有成功得到CuAlTe_2晶體薄膜,僅僅得到了Te的單質(zhì)晶體。研究了在180℃~220℃下反應不同時間合成CuIn_(1-x)Ga_xTe_2薄膜的結(jié)晶效果,沒有得到CuIn_(1-x)-x Ga_xTe_2的晶體薄膜,僅僅得到了Te的單質(zhì)晶體。
【圖文】：

太陽能電池工作原理

薄膜太陽能電池的基本構(gòu)造示意圖
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

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本文編號：2678808