發(fā)布時(shí)間：2017-07-31 14:21

  本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池用SnS和CdS薄膜的微觀結(jié)構(gòu)與性能研究

  更多相關(guān)文章： SnS薄膜 CdS薄膜 太陽(yáng)能電池

【摘要】：SnS是直接帶隙半導(dǎo)體其禁帶寬度為1.3~1.5 eV,非常接近太陽(yáng)能電池的最佳禁帶寬度1.5 eV,并且其具有較大的光吸收系數(shù)(104 cm-1),很適合做太陽(yáng)能電池的吸收層。由于SnS具有制備成本低、無(wú)毒、地球儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn),其在薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。CdS是禁帶寬度為2.4 eV的直接帶隙半導(dǎo)體。CdS既有很高的光透過(guò)率,以保證有盡量多的光子供吸收,還有較大的光電導(dǎo)率可以減小電池的內(nèi)阻,因此很適合作為太陽(yáng)能電池的窗口層材料。太陽(yáng)能電池的性能與吸收層和窗口層的薄膜質(zhì)量有密切關(guān)系。因此本文采用電沉積法制備了SnS薄膜并研究工藝參數(shù)對(duì)其物相、形貌、光學(xué)性能的影響。優(yōu)化出的工藝參數(shù)為:電流密度為0.5 mA/cm2,Sn2+濃度為10 m M,離子濃度比Sn2+/S2O32-=1/5,EDTA濃度為5 mM,總沉積時(shí)間t=1.5 h,沉積溫度T=45 oC,溶液pH=2,氬氣中300 oC退火。制備的SnS薄膜成分接近化學(xué)計(jì)量比,均勻致密,具有高的吸收系數(shù)。采用化學(xué)水浴法制備了CdS薄膜并研究工藝參數(shù)對(duì)其物相、形貌、光學(xué)性能的影響。優(yōu)化出的工藝參數(shù)為:溶液pH=10,反應(yīng)溫度T=80 oC,硫脲濃度0.015 M,氯化鎘濃度0.015 M,氯化銨濃度0.03 M,反應(yīng)時(shí)間30 min,氬氣中400 oC退火。制備的CdS薄膜接近化學(xué)計(jì)量比,在(002)方向有明顯取向,薄膜致密均勻,具有較高的光透過(guò)率。本文還制備出CdS/SnS太陽(yáng)能電池,并研究了其性能,J-V曲線表明制備的太陽(yáng)能電池具有明顯的整流特性,但是光響應(yīng)較弱。
【關(guān)鍵詞】：SnS薄膜 CdS薄膜 太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題背景和意義9-10
• 1.2 SnS的研究進(jìn)展10-12
• 1.2.1 SnS國(guó)外研究進(jìn)展10-11
• 1.2.2 SnS國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展11-12
• 1.3 CdS的研究進(jìn)展12-13
• 1.3.1 CdS國(guó)外研究進(jìn)展12-13
• 1.3.2 CdS國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展13
• 1.4 SnS概述13-16
• 1.4.1 SnS的基本性質(zhì)13-14
• 1.4.2 SnS晶體結(jié)構(gòu)14-15
• 1.4.3 SnS的能帶結(jié)構(gòu)15-16
• 1.5 SnS薄膜生長(zhǎng)方法16-19
• 1.5.1 化學(xué)水浴法16-17
• 1.5.2 電沉積法17
• 1.5.3 化學(xué)氣相沉積法(CVD)17-18
• 1.5.4 原子層沉積(ALD)18-19
• 1.5.5 熱蒸發(fā)法19
• 1.6 CdS概述19-20
• 1.7 本論文的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 SnS薄膜與CdS薄膜的制備工藝及表征方法21-26
• 2.1 SnS的制備原理21-23
• 2.1.1 電沉積工藝21-22
• 2.1.2 SnS薄膜的沉積原理22-23
• 2.2 CdS的制備工藝23-24
• 2.3 表征技術(shù)24-26
• 2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)表征方法24
• 2.3.2 薄膜微觀組織表征方法24
• 2.3.3 薄膜光學(xué)性能表證方法24-25
• 2.3.4 拉曼散射表征25
• 2.3.5 霍爾表征25
• 2.3.6 X射線光電子能譜表征25
• 2.3.7 伏安特性表征25-26
• 第3章 SnS薄膜的制備及性能分析26-45
• 3.1 電沉積法制備SnS薄膜26-27
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器26
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置26-27
• 3.1.3 制備過(guò)程27
• 3.2 電流密度對(duì)薄膜的影響27-30
• 3.2.1 薄膜的物相分析27-29
• 3.2.2 薄膜的形貌分析29-30
• 3.3 反應(yīng)物濃度對(duì)薄膜的影響30-32
• 3.3.1 薄膜的物相分析30-31
• 3.3.2 薄膜的形貌分析31-32
• 3.4 溶液pH對(duì)薄膜的影響32-35
• 3.4.1 薄膜的物相分析32-34
• 3.4.2 薄膜的形貌分析34-35
• 3.5 EDTA對(duì)SnS薄膜的影響35-39
• 3.5.1 薄膜的物相分析35-36
• 3.5.2 薄膜的形貌分析36-37
• 3.5.3 薄膜的光學(xué)性能分析37-39
• 3.5.4 薄膜的成分分析39
• 3.6 退火溫度對(duì)SnS薄膜的影響39-44
• 3.6.1 薄膜的物相分析39-41
• 3.6.2 薄膜的形貌分析41-42
• 3.6.3 薄膜的光學(xué)性能分析42-43
• 3.6.4 薄膜的成分分析43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第4章 CdS薄膜的制備及性能分析45-66
• 4.1 電沉積法制備CdS薄膜45-46
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器45
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置45-46
• 4.1.3 制備過(guò)程46
• 4.2 反應(yīng)溫度對(duì)CdS薄膜的影響46-50
• 4.2.1 薄膜的物相分析46-48
• 4.2.2 薄膜的形貌分析48-49
• 4.2.3 薄膜的光學(xué)性能分析49-50
• 4.3 溶液pH對(duì)CdS薄膜的影響50-54
• 4.3.1 薄膜的物相分析50-52
• 4.3.2 薄膜的形貌分析52-53
• 4.3.3 薄膜的光學(xué)性能分析53-54
• 4.4 硫脲濃度對(duì)CdS薄膜的影響54-57
• 4.4.1 薄膜的物相分析54-55
• 4.4.2 薄膜的形貌分析55-56
• 4.4.3 薄膜的光學(xué)性能分析56-57
• 4.5 氯化銨濃度對(duì)CdS薄膜的影響57-62
• 4.5.1 薄膜的物相分析57-59
• 4.5.2 薄膜的形貌分析59-61
• 4.5.3 薄膜的光學(xué)性能分析61-62
• 4.6 退火對(duì)CdS薄膜的影響62-65
• 4.6.1 薄膜的物相分析62-63
• 4.6.2 薄膜的形貌分析63
• 4.6.3 薄膜的光學(xué)性能分析63-64
• 4.6.4 薄膜的成分分析64-65
• 4.7 本章小結(jié)65-66
• 第5章 CdS/SnS太陽(yáng)能電池制備及性能66-69
• 5.1 Al作為接觸電極的CdS/SnS太陽(yáng)能電池的制備66-67
• 5.2 Mo作為接觸電極的CdS/SnS太陽(yáng)能電池的制備67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-77
• 致謝77

，

本文編號(hào)：599585