本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于硅基薄膜太陽(yáng)能電池的ZnO透明導(dǎo)電膜的研究　出處：《東華理工大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下,環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重。為滿(mǎn)足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求,不斷探索新型綠色能源已經(jīng)成為世界各國(guó)共同面臨的重要課題。在核能、風(fēng)能、地?zé)崮艿缺姸嘈滦湍茉粗?光伏能源作為未來(lái)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)異軍突起,成為人們研究的重中之重。高質(zhì)量的太陽(yáng)能電池,特別是薄膜太陽(yáng)能電池,其性能強(qiáng)烈的依賴(lài)于作為透明電極的TCO薄膜材料的性能。因此,探索新型薄膜制備工藝,不斷提高薄膜材料特性,對(duì)于太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的提高,乃至整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有重大的意義。本論文采用射頻磁控濺射法,在玻璃襯底上制備鋁摻雜Zn O透明導(dǎo)電薄膜(AZO),研究分析制備工藝中各參數(shù)變化對(duì)薄膜性能的影響,逐步優(yōu)化制備工藝,得到最佳的薄膜樣品,同時(shí)利用AFORS-HET仿真軟件對(duì)單結(jié)PIN型微晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池進(jìn)行建模仿真,分析模型各項(xiàng)參數(shù)對(duì)電池性能的影響,在最優(yōu)化的電池模型基礎(chǔ)上,研究AZO薄膜厚度對(duì)電池的影響規(guī)律。通過(guò)研究得出以下結(jié)果:(1)在AZO薄膜的制備與性能研究中,以電學(xué)性能為參照標(biāo)準(zhǔn),得出最佳生長(zhǎng)氣壓為0.5Pa,最佳濺射功率為200W,最佳氬氧比為40:0.5,最佳襯底溫度為300℃。在此工藝參數(shù)條件下,所制備AZO薄膜的方塊電阻最低為290?/cm2,電阻率最低為5.72×10-3?/cm,同時(shí)可見(jiàn)光區(qū)范圍內(nèi)透過(guò)率為82.7%。(2)仿真研究表明,發(fā)射層參數(shù)設(shè)定對(duì)電池性能影響重大。當(dāng)發(fā)射層厚度為5nm,發(fā)射層摻雜濃度為1020cm-3,能隙寬度為1.7e V時(shí),電池的光伏性能最佳,最高轉(zhuǎn)換效率為22.68%。(3)最佳的本征層厚度為3nm,厚度繼續(xù)增大,電池性能隨之下降;當(dāng)本征層能隙寬度小于1.6e V時(shí),電池性能基本不受影響,繼續(xù)增大能隙寬度,電池性能急劇下降,甚至失去光電轉(zhuǎn)換功能。(4)當(dāng)界面缺陷態(tài)密度(Dit)小于1012cm-2·e V-1時(shí),電池的性能受到影響較小,而密度大于1014cm-2·e V-1時(shí),電池性能急劇下降。(5)Zn O薄膜的厚度直接影響電池的性能。仿真研究可知,最佳的Zn O薄膜厚度為200nm。綜上可知,理想的PIN型微晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)電池模型發(fā)射層厚度為5nm,摻雜濃度為1×1020cm-3,帶隙寬度為1.7e V,本征層厚度為3nm,帶隙寬度小于1.6e V,界面態(tài)濃度小于1014cm-2·e V-1時(shí),電池最佳性能參數(shù)為VOC=677.3m V,FF=84.08%,JSC=39.82m A/cm2,η=22.68%。用Zn O薄膜作為電池前置透明電極,其厚度為200nm時(shí),電池的最佳轉(zhuǎn)換效率為21.05%。
[Abstract]:In this paper , the influence of various parameters on the performance of the solar cell is studied . The results are as follows : ( 1 ) In the process of preparing the thin film , the optimum growth pressure is about 290 脳 10 - 3 ? / cm , and the optimum temperature is 300 鈩，

本文編號(hào)：1403010