化合物薄膜太陽電池若干問題研究.pdf

1、化合物薄膜太陽電池具有效率高、體積小、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是未來太陽電池發(fā)展的重要方向之一，但是現(xiàn)有的制備工藝和非環(huán)境友好材質(zhì)問題在一定程度上制約了其實(shí)用進(jìn)程。例如，在CdTe薄膜太陽電池制備過程中，確定合適的CdCl2退火處理工藝是獲得高性能電池的關(guān)鍵步驟。而對于銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池，開發(fā)環(huán)境友好的緩沖層材料是重要環(huán)節(jié)。本文主要選取CdTe電池作為研究對象，分別采用濺射和近空間升華法制備了CdTe薄膜，詳細(xì)研究了CdCl2處理

2、對薄膜性能的影響，具體研究結(jié)果如下:
　　首先采用射頻磁控濺射法制備了CdTe/CdS薄膜，通過多種表征測試手段(XPD、SEM、Raman等)分析討論了不同CdCl2退火處理溫度對薄膜性能的影響。XRD和SEM結(jié)果顯示，退火處理后薄膜的結(jié)晶度和晶粒尺寸得到明顯改善。利用透射光譜求得CdTe薄膜的禁帶寬度約為1.5 eV，與理論值相符。Raman光譜表明:在較低溫度下退火時，CdTe薄膜在一定程度上呈現(xiàn)CdTe團(tuán)簇的擇優(yōu)取向;當(dāng)退

3、火溫度達(dá)到420℃時，有Te析出物在CdTe薄膜表面出現(xiàn)。利用380℃退火后的CdTe薄膜制備出了轉(zhuǎn)換效率為8.1％的薄膜太陽電池。
　　其次，分別采用近空間升華和射頻磁控濺射法制備了CdTe薄膜，對比了濕法CdCl2退火處理對兩種不同方法制備的CdTe薄膜結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)性能和電池轉(zhuǎn)換效率的影響。兩種方法制備的CdTe薄膜經(jīng)退火處理后具有更大的晶粒尺寸和更好的結(jié)晶特性。濺射法制備的CdTe薄膜經(jīng)歷退火處理后，其對應(yīng)的衍射光譜

4、中(422)峰相比于(511)衍射峰具有明顯的擇優(yōu)生長取向;然而，對于近空間升華法制備的CdTe薄膜，退火后二者幾乎具有相同的變化趨勢。除此之外，近空間升華法制備的CdTe薄膜的光學(xué)透過率明顯低于濺射法制備的CdTe薄膜。采用近空間升華法制備的CdTe電池的光電轉(zhuǎn)換效率為7.3％，而濺射法制備的CdTe電池的效率為2.6％。
　　最后，介紹了Zn1-xMgxO薄膜的常用制備方法及相關(guān)特性，展望了無鎘緩沖層的發(fā)展前景，并指出了現(xiàn)階段