本文關(guān)鍵詞：不同背接觸CdTe薄膜太陽(yáng)電池的穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碲化鎘(CdTe)是一種禁帶寬度為1.45 eV的Ⅱ-ⅥI族直接帶隙半導(dǎo)體,與太陽(yáng)光譜的響應(yīng)處在最理想的太陽(yáng)光譜波段,而且CdTe薄膜具有高吸收系數(shù)、制造低成本等優(yōu)點(diǎn),與CdS形成異質(zhì)結(jié)薄膜太陽(yáng)電池,在光伏市場(chǎng)具有極大競(jìng)爭(zhēng)力,受到廣泛關(guān)注。然而CdTe薄膜太陽(yáng)電池在光照、偏壓、濕度、溫度和氣體氛圍等因素的影響下,CdTe薄膜太陽(yáng)電池性能會(huì)衰減。在CdTe電池中可能引起衰減的主要原因包括背電極的穩(wěn)定性、背接觸界面的穩(wěn)定性以及PN結(jié)的穩(wěn)定性等。CdTe薄膜太陽(yáng)電池作為光伏市場(chǎng)上唯一能和晶硅太陽(yáng)電池相抗衡的化合物薄膜太陽(yáng)電池,研究其性能的穩(wěn)定性至關(guān)重要。第一章,回顧了太陽(yáng)電池的研發(fā)歷史和背景,介紹了太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)、原理和輸出特性。最后概述了CdTe薄膜太陽(yáng)電池的材料特性和制備工藝。第二章,研究了不同背接觸CdTe太陽(yáng)電池的穩(wěn)定性。通過電流-電壓(I-V)、電容-電壓(C-V)、X射線衍射(XRD)等測(cè)試手段系統(tǒng)地研究了Au、Cu/Au、 MoOx/Mo三種背電極接觸類型的CdTe薄膜太陽(yáng)電池在經(jīng)歷40℃-100 ℃開路狀態(tài)下老化實(shí)驗(yàn)前后的光電性能變化。分析發(fā)現(xiàn),Cu/Au電池由于背接觸Cu2-xTe的生成,電池光電性能和C-V特性最為穩(wěn)定。Au電池則由于背接觸富Te層氧化生成TeO2,載流子濃度、填充因子和轉(zhuǎn)換效率均衰減嚴(yán)重。MoOx/Mo電池在老化實(shí)驗(yàn)初期非常穩(wěn)定,后期在較高溫度下由于MoOx過渡層失氧造成功函數(shù)降低以及富碲層發(fā)生氧化,使得電池光電性能衰減明顯。本研究還應(yīng)用“雙二極管模型”對(duì)Au、MoOx/Mo兩種背接觸電池進(jìn)行了亮態(tài)I-Ⅴ曲線擬合,說明背接觸在老化過程中被氧化。第三章,不同背接觸的CdTe太陽(yáng)電池暗態(tài)升溫C-V分析。對(duì)Au、Cu/Au、 MoOx/Mo三種背電極接觸的CdTe薄膜太陽(yáng)電池進(jìn)行暗態(tài)升溫電容-電壓測(cè)試,分析了三種電池C-V曲線隨溫度的變化關(guān)系,得到了電池PN結(jié)載流子濃度、內(nèi)建電壓、耗盡區(qū)寬度等變化特性,進(jìn)一步驗(yàn)證了Cu/Au電池中Cu在CdTe中的擴(kuò)散,以及MoOx/Mo電池在較高溫度下Te單質(zhì)與MoOx薄膜發(fā)生反應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：碲化鎘 薄膜太陽(yáng)電池 背接觸 器件穩(wěn)定性 電容-電壓測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-30
• 1.1 引言10-11
• 1.2 光伏發(fā)展歷史11-12
• 1.3 太陽(yáng)電池工作原理12-18
• 1.3.1 光生伏特效應(yīng)12-14
• 1.3.2 太陽(yáng)電池的輸出特性14-16
• 1.3.3 串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻對(duì)太陽(yáng)電池輸出特性的影響16-18
• 1.4 太陽(yáng)電池的分類18-21
• 1.5 碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池21-25
• 1.6 本論文的研究工作25-26
• 參考文獻(xiàn)26-30
• 第2章 不同背接觸CdTe太陽(yáng)電池的穩(wěn)定性研究30-58
• 2.1 引言30-31
• 2.2 歐姆接觸和肖特基接觸31-33
• 2.3 CdTe薄膜太陽(yáng)電池的制備33-36
• 2.3.1 CdS薄膜的制備33-34
• 2.3.2 CdTe薄膜的制備34-35
• 2.3.3 Au、Cu/Au、MoOx/Mo背電極的制備35-36
• 2.4 老化實(shí)驗(yàn)36-37
• 2.4.1 X射線衍射測(cè)試37
• 2.5 結(jié)果與分析37-51
• 2.5.1 Au背電極電池Ⅰ-Ⅴ分析37-39
• 2.5.2 Cu/Au背電極電池Ⅰ-Ⅴ分析39-40
• 2.5.3 Au背電極電池與Cu/Au背電極電池XRD分析對(duì)比40-41
• 2.5.4 MoOx/Mo背電極電池Ⅰ-Ⅴ分析41-42
• 2.5.5 Au背電極電池與MoOx/Mo背電極電池亮態(tài)Ⅰ-Ⅴ擬合分析42-48
• 2.5.6 三種電池性能衰減對(duì)比48-49
• 2.5.7 C-V分析49-51
• 2.6 本章小結(jié)51-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 第3章 不同背接觸的CdTe太陽(yáng)電池暗態(tài)升溫C-V分析58-72
• 3.1 引言58-59
• 3.2 不同背電極的電池暗態(tài)升溫C-V測(cè)試59-62
• 3.2.1 C-V測(cè)試原理59-61
• 3.2.2 CdTe薄膜太陽(yáng)電池雙二極管模型C-V分析61-62
• 3.3 不同背電極CdTe薄膜太陽(yáng)電池的暗態(tài)升溫C-V測(cè)試62
• 3.4 結(jié)果與分析62-69
• 3.5 本章小結(jié)69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 致謝72-74
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果74

【相似文獻(xiàn)】

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