本文關(guān)鍵詞：飛秒激光制備GaAs太陽(yáng)能電池吸收層表面微結(jié)構(gòu)及其抗反射性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：GaAs太陽(yáng)能電池作為Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體電池中的代表,與硅太陽(yáng)能電池相比,除了其具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率外,還具有較好的耐高溫性能、較強(qiáng)抗輻射性能等,被視為21世紀(jì)宇航衛(wèi)星的主電源,目前空間電源領(lǐng)域中有超過(guò)90%的電池都是GaAs太陽(yáng)能電池。電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衛(wèi)星太陽(yáng)能最主要的性能指標(biāo)。本文以GaAs太陽(yáng)能電池為研究對(duì)象,對(duì)飛秒激光掃描GaAs太陽(yáng)能電池吸收層表面來(lái)制備具有抗反射性能的微結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及微結(jié)構(gòu)形成的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行研究,為GaAs太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的提高提供一種可靠且堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文利用飛秒激光對(duì)GaAs太陽(yáng)能電池吸收層表面進(jìn)行掃描試驗(yàn),研究不同單脈沖能量參數(shù)和不同加工環(huán)境對(duì)GaAs太陽(yáng)能電池吸收層表面微結(jié)構(gòu)形貌形成的影響。通過(guò)對(duì)微結(jié)構(gòu)的表面形貌SEM和拉曼光譜分析以及太陽(yáng)光譜反射率的測(cè)量,得出在不同環(huán)境中可以制備出具有顯著抗反射效果微結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)參數(shù),并從理論上研究抗反射微結(jié)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)光線的強(qiáng)吸收機(jī)制,取得的主要研究成果如下:(1)A介質(zhì)環(huán)境中,飛秒激光以30μJ的單脈沖能量掃描GaAs太陽(yáng)能電池吸收層表面,制備出形貌理想的矩形光柵結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可以將300-1000nm波段的表面平均反射率由原先未受掃描時(shí)的33%降低到23.6%,此外受掃描區(qū)域的晶膜質(zhì)量和晶格組成在30μJ時(shí)未受到破壞。(2)B介質(zhì)環(huán)境中,以15μJ的單脈沖能量制備出類圓錐狀草狀微納米結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)最為均勻整齊,使表面在300-2000nm波段內(nèi)的平均反射率保持在3.0%左右,與未受掃描的平面在此波段內(nèi)的平均反射率22.5%相比降低19.5%,抗反射效果非常顯著。(3)C介質(zhì)環(huán)境中,以15μJ的單脈沖能量掃描電池表面吸收層制備出具有特殊形貌的波浪狀微納米結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)形貌在其他文獻(xiàn)中尚未見報(bào)道,可以將電池表面在300-2000nm內(nèi)的平均反射率降低至17.3%,相比未受掃描的平面在此波段內(nèi)22.5%的平均反射率,降低5%。
【關(guān)鍵詞】：飛秒激光 GaAs太陽(yáng)能電池 反射率 抗反射微結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(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】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 GaAs太陽(yáng)能電池的發(fā)展及研究狀況11-15
• 1.2.1 GaAs太陽(yáng)能電池的發(fā)展11-13
• 1.2.2 太陽(yáng)能電池的組成結(jié)構(gòu)與工作原理13-14
• 1.2.3 GaAs太陽(yáng)能電池的應(yīng)用14-15
• 1.3 抗反射微結(jié)構(gòu)在GaAs太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用研究15-18
• 1.3.1 抗反射微結(jié)構(gòu)的起源與基本原理15-16
• 1.3.2 GaAs太陽(yáng)能電池中抗反射微結(jié)構(gòu)的制備方法與應(yīng)用16-18
• 1.4 本論文的內(nèi)容安排與研究意義18-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料、儀器19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料和試劑19-21
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料19-21
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑21
• 2.3 飛秒脈沖激光系統(tǒng)21-25
• 2.3.1 飛秒激光的特點(diǎn)21-22
• 2.3.2 飛秒激光誘導(dǎo)材料表面微結(jié)構(gòu)的原理與研究進(jìn)展22-25
• 2.4 檢測(cè)分析方法25-28
• 2.4.1 非接觸光學(xué)輪廓儀25-26
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡分析26-27
• 2.4.3 太陽(yáng)能光譜反射率測(cè)量27
• 2.4.4 拉曼光譜分析27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 GaAs太陽(yáng)能電池吸收層矩形光柵微結(jié)構(gòu)的制備29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置及樣品的前處理29-31
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置29-30
• 3.2.2 樣品前處理30-31
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方案與步驟31-35
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案31-33
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟33-35
• 3.4 結(jié)果與分析35-45
• 3.4.1 非接觸光學(xué)輪廓儀對(duì)樣品表面形貌結(jié)構(gòu)分析35-37
• 3.4.2 掃描電子顯微鏡分析（SEM）37-42
• 3.4.3 拉曼光譜分析42-44
• 3.4.4 太陽(yáng)光譜反射率測(cè)量結(jié)果分析44-45
• 3.5 小結(jié)45-47
• 第四章 GaAs太陽(yáng)能電池吸收層表面波浪狀微結(jié)構(gòu)和草狀微結(jié)構(gòu)的制備47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)步驟47-49
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案47-49
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟49
• 4.3 結(jié)果與分析49-58
• 4.3.1 GaAs太陽(yáng)能電池表面微結(jié)構(gòu)形貌分析49-53
• 4.3.2 GaAs太陽(yáng)能電池表面微結(jié)構(gòu)抗反射性能分析53-58
• 4.4 不同形貌微結(jié)構(gòu)抗反射性能分析58-59
• 4.5 小結(jié)59-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 總結(jié)61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他科研成果68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蘇亞輝;郭銳;董磊;陳宇航;肖詩(shī)洲;黃文浩;;用有限元法計(jì)算飛秒激光雙光子成型點(diǎn)彈性模量[J];納米技術(shù)與精密工程;2006年02期

2 倪曉昌;孫琦;王清月;巫殷忠;楊麗;賈威;柴路;;飛秒激光與金膜作用的脈沖累積效應(yīng)(英文)[J];納米技術(shù)與精密工程;2007年02期

3 羅曉娜;劉金合;唐建宇;;飛秒激光加工及其應(yīng)用[J];新技術(shù)新工藝;2008年02期

4 苗恩銘;;10個(gè)脈沖飛秒激光作用下硅的熱影響分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2009年15期

5 梁志國(guó);嚴(yán)家驊;張大治;張大鵬;胡春艷;李國(guó)棟;;飛秒激光及光鐘[J];計(jì)測(cè)技術(shù);2010年01期

6 雷安樂(lè),黎忠,倪國(guó)權(quán),徐至展;飛秒激光氘團(tuán)簇聚變[J];物理;2000年05期

7 陳建平;潘建華;孔德貴;劉小海;韓乃湘;王建;劉小軍;;飛秒激光寬頻干擾導(dǎo)彈技術(shù)[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2012年04期

8 榮烈潤(rùn);;新一代飛秒激光在超精細(xì)冷加工中的新應(yīng)用[J];金屬加工(冷加工);2013年01期

9 劉青;汪建軍;;飛秒激光導(dǎo)致透明介質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

10 倪曉昌;孫琦;陳永耀;李海燕;王清月;柴路;賈威;;飛秒激光燒蝕材料表面產(chǎn)生納米波紋結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)[J];納米技術(shù)與精密工程;2009年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 魏志義;王兆華;田金榮;令維軍;賈玉磊;張軍;韓海年;王鵬;孫敬華;鄭加安;張杰;聶玉昕;;飛秒激光功能擴(kuò)展及精確控制[A];第六屆全國(guó)光學(xué)前沿問(wèn)題研討會(huì)論文摘要集[C];2003年

2 曾紹群;;飛秒激光的聲光掃描與神經(jīng)活動(dòng)觀測(cè)[A];2006年全國(guó)強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

3 徐楠;吳成印;吳志峰;梁青青;楊宏;龔旗煌;;分子的飛秒激光取向操縱[A];2006年全國(guó)強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

4 蔣紅兵;鐘鳳嬌;龔旗煌;;分子取向?qū)︼w秒激光傳輸?shù)挠绊慬A];第八屆全國(guó)光學(xué)前沿問(wèn)題討論會(huì)論文集[C];2009年

5 魯欣;張U，

本文編號(hào)：417494