本文關(guān)鍵詞：銀納米顆粒陷光結(jié)構(gòu)增強(qiáng)多晶硅薄膜太陽(yáng)電池光吸收研究

  更多相關(guān)文章： 多晶硅薄膜太陽(yáng)電池 Ag納米顆粒 表面等離激元 光電轉(zhuǎn)換效率

【摘要】：源于其良好的電學(xué)性能及較低的成本,多晶硅薄膜太陽(yáng)電池近年來(lái)備受關(guān)注。但由于薄膜太陽(yáng)電池有效光學(xué)吸收與載流子收集的矛盾,即太陽(yáng)電池厚度的設(shè)計(jì)必須在保證載流子有效收集的基礎(chǔ)上盡可能多吸收入射光,使得適用于薄膜類太陽(yáng)電池的新型陷光結(jié)構(gòu)的研究成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本論文主要采用磁控濺射結(jié)合原位退火或快速熱退火兩種方式,分別在玻璃和單晶硅(Si)上制備了Ag納米顆粒,研究不同退火方式、薄膜厚度及退火溫度對(duì)Ag納米顆粒形貌及光學(xué)性能的影響,獲得了具有較好性能的Ag納米顆粒制備工藝。進(jìn)而將Ag納米顆粒作為多晶硅薄膜太陽(yáng)電池的陷光結(jié)構(gòu),結(jié)合Mie理論研究了貴金屬納米顆粒對(duì)太陽(yáng)電池電學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)得到的主要成果如下：1、采用磁控濺射結(jié)合原位退火的方式(升溫速率為0.33℃/s)制備了Ag納米顆粒,利用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)樣品表面形貌進(jìn)行了表征,發(fā)現(xiàn)原位退火方式制備的Ag納米顆粒粒徑分布范圍寬,且存在大量粒徑小于50 nm的Ag顆粒。紫外-可見分光光度計(jì)(UV-VIS)研究發(fā)現(xiàn),隨著Ag納米顆粒平均粒徑的增大,消光峰位發(fā)生明顯紅移,其消光譜的半高寬最高可達(dá)250 nm。2、采用Mie理論研究發(fā)現(xiàn),粒徑小于50 nm的Ag顆粒,其光學(xué)性質(zhì)主要以自身吸收為主,如納米顆粒尺寸為50 nm時(shí),在300～1100 nm范圍內(nèi),其自身吸收仍高于50%,顆粒尺寸為20nm時(shí),自身吸收高達(dá)95%以上。理論計(jì)算表明,通過(guò)消除小粒徑Ag納米顆粒,可有效提高樣品的光學(xué)散射性能。因此,在Ag納米顆粒陷光結(jié)構(gòu)的制備中,消除小粒徑納米顆粒至關(guān)重要；3、采用磁控濺射結(jié)合快速熱退火的方式(升溫速率為100℃/s)制備了Ag納米顆粒。樣品形貌表征發(fā)現(xiàn),金屬納米顆粒的粒徑分布呈現(xiàn)高斯分布,快速升溫方式可有效消除小粒徑的納米顆粒,且平均粒徑隨著Ag膜的厚度增大而逐漸增大。通過(guò)優(yōu)化退火方式,樣品消光峰強(qiáng)最高可達(dá)63%,消光峰位在418～460 nm范圍內(nèi)可調(diào)。4、在石墨襯底上,先后制備ZnO過(guò)渡層、多晶硅籽晶層、多晶硅太陽(yáng)電池有源區(qū)及Ag納米顆粒陷光結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),相對(duì)于未沉積納米顆粒的太陽(yáng)電池而言,Ag納米顆�？捎行岣弑∧ぬ�(yáng)電池的光學(xué)吸收性能,其中短路電流的相對(duì)增強(qiáng)可達(dá)到10.7%。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 黃慶舉;;非晶硅太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年27期

2 閆萍;龐炳遠(yuǎn);索開南;;懸浮區(qū)熔法生長(zhǎng)鍺單晶[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2012年07期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王彥青;用于硅太陽(yáng)能電池的二氧化鈦減反射膜制備及性能研究[D];陜西科技大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：1160581