本文關(guān)鍵詞：銅銻硫（硒）太陽(yáng)能電池相關(guān)材料的制備與研究

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【摘要】：銅銦鎵硒和碲化鎘是目前效率最高的兩種薄膜太陽(yáng)能電池吸收層材料,但是由于銦、碲是稀有元素,成本高,鎘元素有毒性等原因,發(fā)展得到了限制,因此尋找新的吸收層材料成為了亟待解決的問(wèn)題。銅銻硫(硒)材料由于其具有合適的禁帶寬度、理論光電轉(zhuǎn)換效率高、原材料成本低、無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)受到了一定的關(guān)注。此外,銅銻硫(硒)的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于銅銦鎵硒和銅鋅錫硫,因此可降低薄膜制備時(shí)的襯底溫度,有利于降低制造成本和發(fā)展聚合物襯底的柔性電池。在本論文的研究工作中,我們成功制備出了薄膜電池器件,其結(jié)構(gòu)為玻璃/Mo/CuSbS2/CdS/i-ZnO/AZO/Ag。本文詳細(xì)介紹了多源共蒸發(fā)法制備CuSbS2薄膜吸收層的原理和方法,第一步是在較低襯底溫度下共蒸銅、銻、硫,得到一層富銻的預(yù)制膜,第二步是在較高襯底溫度下共蒸銻、硫,提高薄膜的結(jié)晶性。我們對(duì)CuSbS2薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)分別進(jìn)行了表征,證明用兩步共蒸發(fā)的技術(shù)路線可得到物相單一、結(jié)晶性良好的薄膜。除此之外,我們還運(yùn)用噴涂熱解法制備出了結(jié)晶度較好的CuSbS2薄膜,運(yùn)用多源共蒸發(fā)法制備出了Cu3SbSe3薄膜,并對(duì)它們進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌上的表征。本文也研究了銅銻硫薄膜電池的其他各層。磁控濺射雙層Mo背電極層；射頻磁控濺射高阻i-ZnO層,直流磁控濺射低阻AZO層,并對(duì)它們進(jìn)行了形貌、結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性的表征；采用化學(xué)水浴法制備了CdS緩沖層。為了提高銅銻硫(硒)太陽(yáng)能電池窗口層的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,本文采用直流磁控濺射法制備了SnO2:Sb薄膜,并對(duì)其進(jìn)行了形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)特性、成分組成等方面的表征分析,詳細(xì)研究了在濺射過(guò)程中氧氣的通量和濺射功率的大小對(duì)薄膜性質(zhì)的影響。
【關(guān)鍵詞】：銅銻硫(硒) 薄膜太陽(yáng)能電池 多源共蒸發(fā) 窗口層 磁控濺射
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)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
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 引言15-16
• 1.2 太陽(yáng)能電池的研究背景16-19
• 1.2.1 太陽(yáng)能電池發(fā)展史16-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池發(fā)展史17
• 1.2.3 薄膜太陽(yáng)能電池的分類17-19
• 1.2.4 課題研究現(xiàn)狀19
• 1.3 本論文的主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 第二章 銅銻硫(硒)薄膜太陽(yáng)能電池21-29
• 2.1 太陽(yáng)能電池的工作原理及性能參數(shù)21-23
• 2.2 影響太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率的因素23
• 2.3 銅銻硫(硒)電池簡(jiǎn)介23-25
• 2.3.1 銅銻硫(硒)電池的結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料25
• 2.4 測(cè)試與表征技術(shù)25-29
• 第三章 銅銻硫(硒)吸收層的相關(guān)研究29-42
• 3.1 引言29-30
• 3.2 共蒸發(fā)法制備CuSbS_2吸收層30-35
• 3.2.1 制備原理30-31
• 3.2.2 制備過(guò)程31-32
• 3.2.3 形貌和成分32-34
• 3.2.4 結(jié)構(gòu)特性34
• 3.2.5 電學(xué)、光學(xué)特性34-35
• 3.3 噴涂熱解法制備CuSbS_2吸收層35-39
• 3.3.1 引言35-36
• 3.3.2 制備過(guò)程36-38
• 3.3.3 測(cè)試與表征38-39
• 3.4 共蒸發(fā)法制備Cu_3SbSe_339-41
• 3.4.1 制備過(guò)程39-40
• 3.4.2 結(jié)構(gòu)與形貌表征40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 銅銻硫薄膜太陽(yáng)能電池器件42-52
• 4.1 襯底的選擇與清洗42
• 4.2 背電極的選擇與制備42-44
• 4.2.1 背電極的選擇42-43
• 4.2.2 鉬層的制備43-44
• 4.3 窗口層的選擇與制備44-47
• 4.3.1 窗口層的選擇44-45
• 4.3.2 本征氧化鋅45-46
• 4.3.3 摻鋁氧化鋅46-47
• 4.4 緩沖層的選擇與制備47-50
• 4.4.1 緩沖層的選擇47-48
• 4.4.2 硫化鎘的制備48-49
• 4.4.3 硫化鎘的表征49-50
• 4.5 電池柵線制備50
• 4.6 電池相關(guān)參數(shù)表征50-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第五章 銅銻硫(硒)電池窗口層的研究52-62
• 5.1 引言52-53
• 5.2 SnO_2:Sb窗口層的制備53
• 5.3 SnO_2:Sb窗口層的表征53-61
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)特性53-56
• 5.3.2 形貌特性56-57
• 5.3.3 元素分析57-59
• 5.3.4 電學(xué)性質(zhì)59-60
• 5.3.5 光學(xué)性質(zhì)60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間的論文及成果情況69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 趙志明;丁宇;曹智睿;田亞萍;屈直;張國(guó)君;蔣百靈;;CIGS薄膜太陽(yáng)能電池用Mo背電極的制備與結(jié)構(gòu)性能研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年12期

2 余東海;王成勇;成曉玲;宋月賢;;磁控濺射鍍膜技術(shù)的發(fā)展[J];真空;2009年02期

3 趙宏娟;;太陽(yáng)能電池工作原理與種類[J];黑龍江科技信息;2007年17期

4 丁金磊;程曉舫;翟載騰;查s，

本文編號(hào)：1105782