發(fā)布時間：2022-07-29 16:23

　　目前,以鍺單晶為襯底的三結太陽能電池是空間電池的主流,但是鍺是一種典型的稀散金屬,資源稀缺,價格昂貴。且目前的切片技術所得鍺片的厚度約為100-300 μm,而在疊層電池中有效的鍺厚度僅為10 μm左右。使用薄膜技術,在硅襯底生長高質量鍺薄膜來替代鍺單晶可以大幅度地節(jié)約材料,降低成本。然而,硅的熱膨脹系數(shù)為2.44×106/K,鍺的熱膨脹系數(shù)為6.12×106/K,二者熱膨脹失配高達60%,硅和鍺界面處容易產(chǎn)生較大的失配位錯,在硅基鍺薄膜的退火過程中易發(fā)生龜裂,甚至脫落的現(xiàn)象,如何在硅襯底上生長出質量良好的鍺薄膜一直是薄膜制備中的挑戰(zhàn)。本文利用高真空磁控共濺射設備,優(yōu)化了 Si1-xGex漸變緩沖層的磁控濺射雙靶功率控制參數(shù),在Si（100）襯底上生長鍺組分漸變的Si1-xGex梯度緩沖層來降低Si/Ge間的失配位錯,以制備高質量的鍺薄膜。利用快速熱退火設備和常規(guī)熱退火設備對制備的鍺薄膜進行退火處理。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射、拉曼光譜測試儀、原子力顯微鏡、金相顯微鏡等測試手段對硅襯底鍺薄膜進行了表征和分析。系統(tǒng)地探究了襯底溫度、退火溫度、退火時間對鍺薄膜晶體質量的影響。主要研究成... 

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 能源與環(huán)境
        1.1.1 能源與環(huán)境問題
        1.1.2 可再生能源的發(fā)展
    1.2 太陽電池研究現(xiàn)狀
        1.2.1 太陽能發(fā)電技術
        1.2.2 太陽電池分類
    1.3 多結太陽能電池
        1.3.1 多結太陽能電池介紹
        1.3.2 硅襯底鍺薄膜多結太陽能電池制備技術的關鍵問題
    1.4 本文的主要內容和結構安排
第2章 鍺薄膜的制備系統(tǒng)與表征技術
    2.1 制備技術
        2.1.1 磁控濺射系統(tǒng)
        2.1.2 快速熱退火系統(tǒng)
        2.1.3 常規(guī)熱退火系統(tǒng)
    2.2 表征技術
        2.2.1 X射線衍射技術
        2.2.2 掃描電鏡
        2.2.3 拉曼光譜
        2.2.4 原子力顯微鏡
        2.2.5 金相顯微鏡
    2.3 本章小結
第3章 Si_(1-x)Ge_x漸變緩沖層及鍺薄膜的制備與表征
    3.1 單晶硅襯底的選擇與處理
    3.2 Si_(1-x)Ge_x漸變緩沖層及鍺薄膜的制備
    3.3 Si_(1-x)Ge_x漸變緩沖層及鍺薄膜的表征
    3.4 襯底溫度對鍺薄膜制備的影響
    3.5 濺射過程鍺薄膜晶化機理分析
    3.6 本章小結
第4章 快速熱退火對鍺薄膜的影響
    4.1 退火溫度對鍺薄膜的影響
    4.2 退火時間對鍺薄膜的影響
    4.3 快速熱退火最優(yōu)工藝參數(shù)的結果與分析
    4.4 擇優(yōu)取向理論分析
    4.5 本章小結
第5章 常規(guī)熱退火對鍺薄膜的影響
    5.1 退火溫度對鍺薄膜的影響
    5.2 退火時間對鍺薄膜的影響
    5.3 常規(guī)熱退火與快速熱退火對比與分析
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]電力線載波通信技術在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用[D]. 劉中芳.北京交通大學 2012
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本文編號：3666785