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)有的半導體工藝集成,形成高效復合薄膜太陽能電池。本論文選取了具有較強剩余極化強度的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,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 半導體異質(zhì)結(jié)的制備及其表征方法
    2.1 半導體異質(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
攻讀碩士期間取得的成果


【參考文獻】：
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.  無機化學學報. 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.  中國電子科學研究院學報. 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.  中國材料進展. 2009(Z2)
[6]薄膜太陽電池的最新進展[J]. 王育偉,劉小峰,陳婷婷,姜春萍,王瑞林.  半導體光電. 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)
[10]超薄金屬膜生長研究新進展[J]. 王兵,吳自勤.  物理. 1996(12)

博士論文
[1]鐵電/AlGaN/GaN半導體異質(zhì)薄膜的界面表征研究[D]. 曾慧中.電子科技大學 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 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 2014
[2]氧化物介質(zhì)多層膜的生長與電學性能的研究[D]. 郝蘭眾.電子科技大學 2005



本文編號：3636714