本文關(guān)鍵詞：飛秒激光制備GaAs太陽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太陽能電池作為Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體電池中的代表,與硅太陽能電池相比,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90%的電池都是GaAs太陽能電池。電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衛(wèi)星太陽能最主要的性能指標(biāo)。本文以GaAs太陽能電池為研究對象,對飛秒激光掃描GaAs太陽能電池吸收層表面來制備具有抗反射性能的微結(jié)構(gòu)的實驗過程及微結(jié)構(gòu)形成的相關(guān)機制進行研究,為GaAs太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的提高提供一種可靠且堅實的實驗依據(jù)。本文利用飛秒激光對GaAs太陽能電池吸收層表面進行掃描試驗,研究不同單脈沖能量參數(shù)和不同加工環(huán)境對GaAs太陽能電池吸收層表面微結(jié)構(gòu)形貌形成的影響。通過對微結(jié)構(gòu)的表面形貌SEM和拉曼光譜分析以及太陽光譜反射率的測量,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)的實驗參數(shù),并從理論上研究抗反射微結(jié)構(gòu)對太陽光線的強吸收機制,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)形貌在其他文獻中尚未見報道,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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太陽能電池的發(fā)展及研究狀況11-15
• 1.2.1 GaAs太陽能電池的發(fā)展11-13
• 1.2.2 太陽能電池的組成結(jié)構(gòu)與工作原理13-14
• 1.2.3 GaAs太陽能電池的應(yīng)用14-15
• 1.3 抗反射微結(jié)構(gòu)在GaAs太陽能電池中的應(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 實驗材料、儀器19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 實驗材料和試劑19-21
• 2.2.1 實驗材料19-21
• 2.2.2 實驗試劑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)的原理與研究進展22-25
• 2.4 檢測分析方法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 太陽能光譜反射率測量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 實驗裝置及樣品的前處理29-31
• 3.2.1 實驗裝置29-30
• 3.2.2 樣品前處理30-31
• 3.3 實驗方案與步驟31-35
• 3.3.1 實驗方案31-33
• 3.3.2 實驗步驟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 太陽光譜反射率測量結(jié)果分析44-45
• 3.5 小結(jié)45-47
• 第四章 GaAs太陽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 實驗方案與實驗步驟47-49
• 4.2.1 實驗方案47-49
• 4.2.2 實驗步驟49
• 4.3 結(jié)果與分析49-58
• 4.3.1 GaAs太陽能電池表面微結(jié)構(gòu)形貌分析49-53
• 4.3.2 GaAs太陽能電池表面微結(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】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇亞輝;郭銳;董磊;陳宇航;肖詩洲;黃文浩;;用有限元法計算飛秒激光雙光子成型點彈性模量[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個脈沖飛秒激光作用下硅的熱影響分析[J];中國機械工程;2009年15期

5 梁志國;嚴(yán)家驊;張大治;張大鵬;胡春艷;李國棟;;飛秒激光及光鐘[J];計測技術(shù);2010年01期

6 雷安樂,黎忠,倪國權(quán),徐至展;飛秒激光氘團簇聚變[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;;新一代飛秒激光在超精細冷加工中的新應(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;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)的實驗[J];納米技術(shù)與精密工程;2009年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 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;;飛秒激光功能擴展及精確控制[A];第六屆全國光學(xué)前沿問題研討會論文摘要集[C];2003年

2 曾紹群;;飛秒激光的聲光掃描與神經(jīng)活動觀測[A];2006年全國強場激光物理會議論文集[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年全國強場激光物理會議論文集[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];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會論文集[C];2009年

5 魯欣;張U，

本文編號：417494