晶體硅薄膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的研制與模擬

【摘要】：基于晶體硅上的薄膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池作為一種新型的太陽(yáng)能電,憑借其開(kāi)發(fā)成本低廉、制作工藝相對(duì)容易等優(yōu)勢(shì)正漸漸的引起廣大科學(xué)家的關(guān)注,盡管目前各個(gè)實(shí)驗(yàn)室所制備出的這種電池存在著轉(zhuǎn)換效率較低的問(wèn)題,但是它的制備低能耗、低成本的優(yōu)勢(shì),絕對(duì)能與現(xiàn)階段高成本、高能耗的單晶硅、多晶硅太陽(yáng)能電池抗衡。在晶體硅襯底上沉積一層透明的半導(dǎo)體材料,這種工藝成本低、易實(shí)現(xiàn)、精度高。日本Sanyo公司已經(jīng)看到了基于晶體硅上的薄膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的優(yōu)勢(shì),推出了HIT電池現(xiàn)己經(jīng)將其產(chǎn)業(yè)化,效率已達(dá)到18%,為將來(lái)研究提供了良好的借鑒,是非常具有前景的電池。 本文在前人的基礎(chǔ)上,選用了n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)作為電池的核心。ZnO材料具有良好的光電特性,而且對(duì)環(huán)境友好,制備原料成本低廉且純度高；其次,ZnO材料具有3.37eV的高禁帶寬度適合做為電池材料。論文首先對(duì)n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,模擬獲得的最高開(kāi)路電壓Voc=588.8mV,電路電流Jsc=36.09mA/cm2,填充因子FF=65.98%,轉(zhuǎn)換效率Eff=14.02%；之后采用溶膠-凝膠法制備ZnO薄膜形成n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池,其開(kāi)路電壓Voc=0.23V,短路電流Isc=0.9825mA,填充因子FF=36.1%,轉(zhuǎn)換效率Eff=0.225%,并且分析了電池轉(zhuǎn)換效率過(guò)低的原因。后續(xù)測(cè)量發(fā)現(xiàn)電池的效率等隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸降低,分析認(rèn)為是銀電極氧化以及n-ZnO與p-c-Si界面之間生成了Si02薄層導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增加效率降低。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能電池 異質(zhì)結(jié) 氧化鋅 晶體硅 溶膠-凝膠
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 引言7-8
• 1.2 太陽(yáng)能電池的分類8-11
• 1.3 研究背景11-15
• 1.4 論文研究目的和內(nèi)容15-16
• 第二章 太陽(yáng)能電池16-21
• 2.1 太陽(yáng)能電池的基本原理16-19
• 2.2 太陽(yáng)能電池的主要參數(shù)和基本特性的測(cè)量19-21
• 第三章 硅基異質(zhì)結(jié)電池的計(jì)算機(jī)模擬研究21-35
• 3.1 計(jì)算機(jī)模擬AFORS-HET軟件簡(jiǎn)介21-22
• 3.2 n-ZnO/p-c-Si異質(zhì)結(jié)電池的模擬與分析22-29
• 3.3 n-ZnO/i-a-Si：H/p-c-Si異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池的模擬與分析29-31
• 3.4 n-a-Si：H/p-c-Si結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池的模擬與分析31-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 ZnO薄膜與ZnO/Si異質(zhì)結(jié)制備與研究35-49
• 4.1 溶膠凝膠法制備ZnO薄膜35-36
• 4.2 ZnO薄膜制備過(guò)程36-40
• 4.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試以及獲得的結(jié)論40-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51

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