目前,以鍺單晶為襯底的三結(jié)太陽(yáng)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(jià)格昂貴。且目前的切片技術(shù)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(shù),在硅襯底生長(zhǎng)高質(zhì)量鍺薄膜來(lái)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(dá)60%,硅和鍺界面處容易產(chǎn)生較大的失配位錯(cuò),在硅基鍺薄膜的退火過(guò)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(zhǎng)出質(zhì)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(shè)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(zhǎng)鍺組分漸變的Si1-xGex梯度緩沖層來(lái)降低Si/Ge間的失配位錯(cuò),以制備高質(zhì)量的鍺薄膜。利用快速熱退火設(shè)備和常規(guī)熱退火設(shè)備對(duì)制備的鍺薄膜進(jìn)行退火處理。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射、拉曼光譜測(cè)試儀、原子力顯微鏡、金相顯微鏡等測(cè)試手段對(duì)硅襯底鍺薄膜進(jìn)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(shí)間對(duì)鍺薄膜晶體質(zhì)量的影響。主要研究成... 

【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(wèn)題
        1.1.2 可再生能源的發(fā)展
    1.2 太陽(yáng)電池研究現(xiàn)狀
        1.2.1 太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)
        1.2.2 太陽(yáng)電池分類(lèi)
    1.3 多結(jié)太陽(yáng)能電池
        1.3.1 多結(jié)太陽(yáng)能電池介紹
        1.3.2 硅襯底鍺薄膜多結(jié)太陽(yáng)能電池制備技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題
    1.4 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 鍺薄膜的制備系統(tǒng)與表征技術(shù)
    2.1 制備技術(shù)
        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(shù)
        2.2.1 X射線衍射技術(shù)
        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(jié)
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(duì)鍺薄膜制備的影響
    3.5 濺射過(guò)程鍺薄膜晶化機(jī)理分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 快速熱退火對(duì)鍺薄膜的影響
    4.1 退火溫度對(duì)鍺薄膜的影響
    4.2 退火時(shí)間對(duì)鍺薄膜的影響
    4.3 快速熱退火最優(yōu)工藝參數(shù)的結(jié)果與分析
    4.4 擇優(yōu)取向理論分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 常規(guī)熱退火對(duì)鍺薄膜的影響
    5.1 退火溫度對(duì)鍺薄膜的影響
    5.2 退火時(shí)間對(duì)鍺薄膜的影響
    5.3 常規(guī)熱退火與快速熱退火對(duì)比與分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽(yáng)能利用技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用調(diào)研[J]. 關(guān)躍.  應(yīng)用能源技術(shù). 2018(09)
[2]我國(guó)能源資源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 方圓,張萬(wàn)益,曹佳文,朱龍偉.  礦產(chǎn)保護(hù)與利用. 2018(04)
[3]有機(jī)太陽(yáng)能電池以及工作方式分析（英文）[J]. 拉迪婭.  現(xiàn)代鹽化工. 2018(03)
[4]染料敏化太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J]. 周毅,周艷霞,趙地.  能源研究與信息. 2018(01)
[5]化合物半導(dǎo)體薄膜太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J]. 謝欣榮,李京振,李嘉兆.  廣東化工. 2017(22)
[6]空間用GaInP/GaAs/Ge三結(jié)太陽(yáng)電池的抗輻照性能及退化機(jī)制研究[J]. 馬大燕,陳諾夫,陶泉麗,趙宏宇,劉虎,白一鳴,陳吉堃.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(S2)
[7]從現(xiàn)在到2050年可再生能源逐步成為主導(dǎo)能源[J]. 陳向國(guó).  節(jié)能與環(huán)保. 2017(11)
[8]太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展及應(yīng)用綜述[J]. 鞏贊超,鞠振河.  山東工業(yè)技術(shù). 2017(20)
[9]Effect of substrate temperature on the morphological,structural,and optical properties of RF sputtered Ge1-xSnx films on Si substrate[J]. H Mahmodi,M R Hashim.  Chinese Physics B. 2017(05)
[10]晶體硅太陽(yáng)電池制備研究[J]. 魏挺.  科技廣場(chǎng). 2017(03)

博士論文
[1]高效CdSeTe量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池研究[D]. 衛(wèi)會(huì)云.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所) 2017

碩士論文
[1]塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)吸熱器表面溫度測(cè)量方法研究[D]. 王肖.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]聚光光伏系統(tǒng)發(fā)電性能研究[D]. 楊紅偉.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2017
[3]電力線載波通信技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 劉中芳.北京交通大學(xué) 2012
[4]晶體硅太陽(yáng)電池制作中的擴(kuò)散工藝研究[D]. 何堂貴.電子科技大學(xué) 2009



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