濕法腐蝕結(jié)合ZnO納米棒作為硅基太陽能電池減反膜的研究

【摘要】：太陽能電池是一種能有效的把光能轉(zhuǎn)化為電能為人們利用的設(shè)備。提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率無疑成為當(dāng)前的熱門研究之一,具有重要意義。而提高太陽能電池表面對光的吸收是其中的一個關(guān)鍵技術(shù)。表面減反層是一種具有良好的減少全波段光的反射,提高光吸收的有效手法。 本文利用折射率漸進型減反層來減小硅表面的反射率。我們通過水熱法在硅表面生長ZnO納米棒薄膜來減少硅片表面對光的反射,提高對光的吸收。我們先通過FDTD模擬來確定合適的納米棒形貌,然后通過改變生長條件來控制納米棒形貌,從而達(dá)到最好的抗反射效果。我們成功地把無任何處理的拋光硅片表面的反射率從35%左右減少到略低于10%。 我們又利用四甲基氫氧化銨(Tetramethyl Ammonium Hydroxide TMAH)濕法腐蝕在硅表面腐蝕出金字塔結(jié)構(gòu),使反射率下降到7%以下。然后再在腐蝕后的硅片表面生長ZnO納米棒,使反射率進一步下降到了3%左右。此工藝簡易高效,低成本,重復(fù)性好,有望得到應(yīng)用。 我們在太陽能電池表面生長ZnO納米棒,并通過標(biāo)準(zhǔn)測試發(fā)現(xiàn),太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率從10.8%提高到14.1%,提高了約原來的30%,短路電流,開路電壓,填充因子等其他重要參數(shù)也有提高。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 轉(zhuǎn)換效率 減反層 ZnO納米棒 TMAH濕法腐蝕
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 緒論7-29
• 1.1 引言7-9
• 1.2 減反層類型9-12
• 1.2.1 折射率漸進型減反層9-10
• 1.2.2 多疊層干涉型減反層10-12
• 1.3 自下而上方法制備減反層12-16
• 1.3.1 溶液法12-14
• 1.3.2 物理汽相淀積法14-15
• 1.3.3 化學(xué)氣相沉積法15-16
• 1.4 自上而下方法制備減反層16-21
• 1.4.1 濕法刻蝕16-18
• 1.4.2 干法刻蝕18-19
• 1.4.3 納米壓印19-21
• 1.5 氧化鋅納米棒薄膜減反層21-23
• 1.6 太陽能電池的分類23-26
• 1.6.1 硅太陽能電池23-24
• 1.6.2 無機化合物電池24
• 1.6.3 有機聚合物太陽能電池24-25
• 1.6.4 有機薄膜太陽能電池25
• 1.6.5 染料敏化太陽能電池25-26
• 1.7 太陽能電池工作原理26-28
• 1.8 本課題研究意義28
• 1.9 論文結(jié)構(gòu)28-29
• 第二章 水熱法生長ZnO納米棒及其測試表征以及形貌的FDTD模擬29-43
• 2.1 引言29-30
• 2.2 ZnO納米棒形貌對反射率影響的FDTD模擬30-34
• 2.3 水熱法生長ZnO納米棒34-41
• 2.3.1 硅襯底的清洗34-35
• 2.3.2 溶膠凝膠法生長ZnO籽晶層35-36
• 2.3.3 ZnO納米棒的生長及其測試表征36-41
• 2.4 小結(jié)41-43
• 第三章 太陽能電池表面生長ZnO納米棒及性能測試43-54
• 3.1 引言43
• 3.2 太陽能電池的基本特性43-44
• 3.3 影響單晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率的因素44-46
• 3.4 太陽能電池的測試46-47
• 3.4.1 幾個描述光的物理概念46
• 3.4.2 光譜分布46-47
• 3.4.3 太陽模擬器47
• 3.5 太陽能電池表面進行ZnO納米棒生長及前后測試對比47-50
• 3.6 反應(yīng)離子刻蝕對ZnO納米棒薄膜處理50-53
• 3.7 小結(jié)53-54
• 第四章 濕法腐蝕單晶硅結(jié)合ZnO納米棒減反層研究54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 TMAH濕法腐蝕原理及特性54-56
• 4.3 TMAH濕法腐蝕結(jié)合ZnO納米棒減反層56-61
• 4.4 小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 全文總結(jié)62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-71
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文71-72
• 附錄：單晶硅太陽能電池片制作流程72-78

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