發(fā)布時間：2022-02-21 06:46

　　目前,鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的甲胺鉛典鹽類材料在與染敏材料復(fù)合形成薄膜太陽能電池的研究取得了重大突破。相對于甲胺鉛典類材料,鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電氧化物因其具有巨大的光生電壓。同時鈣鈦礦鐵電氧化物的晶體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,較容易與現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝集成,形成高效復(fù)合薄膜太陽能電池。本論文選取了具有較強(qiáng)剩余極化強(qiáng)度的Pb(Zr_0.52,Ti_0.48)O₃（PZT）材料作為研究對象,引入窄帶隙半導(dǎo)體砷化鎵（GaAs）形成異質(zhì)結(jié),兩者吸收光波波長范圍可互補(bǔ),實現(xiàn)寬波段的光子吸收,增加器件里的光生載流子濃度以提高光生電流和光電轉(zhuǎn)換效率,本論文的主要研究內(nèi)容如下:一、利用脈沖激光分子束外延,制備STO緩沖層。探究了通過對基片實施濕法處理和熱處理實現(xiàn)GaAs基片表面基本達(dá)到原子級的平整度,通過高能電子衍射儀（RHEED）實現(xiàn)薄膜生長過程的原位監(jiān)測,研究了STO緩沖層薄膜時的對薄膜的結(jié)晶質(zhì)量的影響。得到了STO薄膜制備的最佳工藝條件,即襯底溫度為600℃,腔體為5×10^-5 Pa環(huán)境。二、采用脈沖激光沉積系統(tǒng),在STO緩沖層上制備了（00... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 薄膜太陽電池的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 硅基薄膜太陽電池
        1.2.2 碲化鎘太陽電池
        1.2.3 銅銦鎵硒太陽電池
        1.2.4 染料敏化太陽電池
    1.3 鋯鈦酸鉛(PZT)材料的鐵電光伏特性
    1.4 砷化鎵(GaAs)的基本性質(zhì)
    1.5 論文選題及其研究方案
第二章 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的制備及其表征方法
    2.1 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的制備方法
        2.1.1 脈沖激光沉積(PLD)制備薄膜技術(shù)簡介
        2.1.2 激光分子束外延(L-MBE)制備薄膜技術(shù)簡介
        2.1.3 緩沖層薄膜生長原位監(jiān)測方法
        2.1.4 高能電子束衍射(RHEED)的原理
    2.2 薄膜的微觀結(jié)構(gòu)表征方法
        2.2.1 X射線衍射儀
        2.2.2 原子力顯微鏡
    2.3 薄膜的電學(xué)性能測試
        2.3.1 薄膜的I-V性質(zhì)
    2.4 光伏性能的測試
第三章 PZT/GaAs異質(zhì)結(jié)的制備
    3.1 GaAs基底上生長STO薄膜
        3.1.1 GaAs基片的表面處理
        3.1.2 STO薄膜生長過程中溫度的影響
    3.2 PZT薄膜的制備
        3.2.1 PZT薄膜的制備工藝
        3.2.2 溫度對PZT薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.3 氧分壓對PZT薄膜的影響
    3.3 PZT/STO/GaAs結(jié)構(gòu)匹配分析
    3.4 厚度對PZT薄膜鐵電性的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 器件的光伏特性研究
    4.1 ITO透明導(dǎo)電電極的制備
    4.2 ITO/PZT/STO/GaAs紫外-可見光譜分析
    4.3 樣品的鐵電性能分析
    4.4 PZT/STO/GaAs的光電特性
        4.4.1 PZT/ GaAs的J-V特性曲線
        4.4.2 PZT/STO/GaAs的光伏特性
        4.4.3 PZT膜厚對樣品的光電性能影響
        4.4.4 極化與樣品光電性能的影響
        4.4.5 光照強(qiáng)度對樣品的光電性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Sn類鈣鈦礦太陽電池薄膜的摻雜改性研究[J]. 檀滿林,楊帥,馬清,符冬菊,李冬霜,王曉偉,張維麗,陳建軍,張化宇.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2016(09)
[2]Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/SrRuO3鐵電隧穿結(jié)的制備與性能研究[J]. 劉小輝,朱俊,鄭林輝,房麗彬.  電子元件與材料. 2016(08)
[3]薄膜太陽電池技術(shù)發(fā)展趨勢淺析[J]. 李微,黃才勇,劉興江.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2012(04)
[4]薄膜太陽電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 趙穎,戴松元,孫云,馮良桓.  自然雜志. 2010(03)
[5]薄膜太陽電池的研發(fā)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 洪瑞江,沈輝.  中國材料進(jìn)展. 2009(Z2)
[6]薄膜太陽電池的最新進(jìn)展[J]. 王育偉,劉小峰,陳婷婷,姜春萍,王瑞林.  半導(dǎo)體光電. 2008(02)
[7]薄膜非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的研究[J]. 薛俊明,麥耀華,趙穎,張德坤,韓建超,侯國付,朱鋒,張曉丹,耿新華.  太陽能學(xué)報. 2005(02)
[8]SrTiO3同質(zhì)外延過程中的反射高能電子衍射圖案分析[J]. 魏賢華,張鷹,李金隆,鄧新武,劉興釗,蔣樹文,朱俊,李言榮.  物理學(xué)報. 2005(01)
[9]外延薄膜生長的實時監(jiān)測分析研究[J]. 李金隆,張鷹,鄧新武,劉興釗,陶伯萬,李言榮.  功能材料. 2004(02)
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博士論文
[1]鐵電/AlGaN/GaN半導(dǎo)體異質(zhì)薄膜的界面表征研究[D]. 曾慧中.電子科技大學(xué) 2010
[2]RHEED原位監(jiān)測的PEMOCVD方法及GaN基薄膜低溫生長[D]. 秦福文.大連理工大學(xué) 2004

碩士論文
[1]飛秒激光照射下硅/砷化鎵太陽能電池的光電特性研究[D]. 田秀芹.中南大學(xué) 2014
[2]氧化物介質(zhì)多層膜的生長與電學(xué)性能的研究[D]. 郝蘭眾.電子科技大學(xué) 2005



本文編號：3636714