硅太陽能電池中深能級的研究

【摘要】：硅太陽能電池發(fā)展至今,其制造成本相對比較低廉,制備工藝也已經(jīng)趨于完善和成熟。并且,硅太陽能電池不僅具有晶體硅材料長壽命和高轉換效率的特性,還具備非晶硅薄膜材料那樣簡化的制備工藝等優(yōu)點。因此,硅太陽能電池已經(jīng)成為了新一代太陽能電池發(fā)展的主流方向之一。但是,硅太陽能電池的性能卻是嚴重受到半導體材料中深能級缺陷中心行為的影響。 由于有害的雜質或晶體缺陷能級會在半導體材料的禁帶中產(chǎn)生深能級缺陷中心,進而會影響半導體材料的特性。因此,我們研究深能級缺陷能級中心的本質特性和掌握其在半導體材料中的生長、加工以及控制其在電池制造過程中的摻雜濃度,是對提高太陽能電池的成品率具有非常重要的意義。而本文中我們利用的深能級瞬態(tài)(DLTS)測試技術,是現(xiàn)在研究半導體材料中深能級最為傳統(tǒng)、簡便和有效的測試手段之一。 本文利用Booton7200快速電容計、溫度控制“冷井”裝置和Tektronix DPO7104C數(shù)字熒光示波器等儀器設計搭建出基本DLTS測試系統(tǒng)。并利用該系統(tǒng),測量出多晶硅太陽能電池的C-T曲線。經(jīng)過多次計算與處理,我們得到,當樣品電池兩端施加反向偏壓為-400mV,并且溫度T大約在130K、164K、226K和271K時出現(xiàn)了4個明顯峰值的DLTS譜,而且在測試過程中樣品兩端施加的反向偏壓大小不同,得出的DLTS譜強度也是不同的,我們得到樣品的臨界填充脈沖電壓為-200mV。通過程序“率窗”選擇器的不斷地改變選定的“率窗”t1、t2并分析計算處理得到的DLTS譜線,我們給出了多晶硅太陽能電池中相關深能級缺陷的Arrehnius直線圖(也可稱為阿氏關系圖),進而檢測出多晶硅太陽能電池的深能級中雜質能級的能級位置和俘獲截面等相關信息。 【關鍵詞】：硅太陽能電池 深能級瞬態(tài)譜 深能級陷阱中心 瞬態(tài)電容
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM914.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 硅太陽能電池的發(fā)展9-15
• 1.1 早期硅太陽能電池9-11
• 1.2 空間太陽能電池11
• 1.3 紫電池11-12
• 1.4 黑電池12-13
• 1.5 頂層表面鈍化太陽能電池13-15
• 2 硅太陽能電池基礎理論15-25
• 2.1 硅太陽能電池的工作原理15-17
• 2.1.1 太陽光譜的特性與硅太陽能電池中載流子的產(chǎn)生與復合15-16
• 2.1.2 硅太陽能電池的性能描述16-17
• 2.2 硅太陽能電池的制造方法17-19
• 2.2.1 硅片的制造17-18
• 2.2.2 硅太陽能電池的制造方法18-19
• 2.3 硅太陽能電池的基礎特性19-21
• 2.3.1 光靈敏度與量子效率19-20
• 2.3.2 太陽能電池的等效電路20-21
• 2.3.3 溫度特性21
• 2.4 硅太陽能電池的應用21-25
• 2.4.1 住宅用光伏發(fā)電系統(tǒng)的硅太陽能電池組件21-22
• 2.4.2 大型光伏發(fā)電系統(tǒng)設置組件22-23
• 2.4.3 聚光型太陽能電池23-24
• 2.4.4 航天太陽能電池24-25
• 3 深能級瞬態(tài)譜(DLTS)測試技術25-41
• 3.1 深能級瞬態(tài)譜測試的理論基礎25-33
• 3.1.1 陷阱中心25-26
• 3.1.2 陷阱中心對自由載流子的影響26-28
• 3.1.3 瞬態(tài)電容28-32
• 3.1.4 實際與討論32-33
• 3.2 Boxcar技術33-36
• 3.3 電荷型深能級瞬態(tài)譜技術(QDLTS)36-39
• 3.4 DLTS測試樣品的制備39-41
• 3.4.1 歐姆接觸40
• 3.4.2 肖特基接觸40-41
• 4 實驗測試與數(shù)據(jù)分析41-54
• 4.1 實驗室搭建DLTS測試系統(tǒng)41-46
• 4.1.1 實驗設備41-44
• 4.1.2 DLTS測試系統(tǒng)44-46
• 4.2 多晶硅太陽能電池的DLTS檢測46-50
• 4.2.1 溫度掃描下的C-t曲線46-48
• 4.2.2 DLTS曲線圖48-50
• 4.3 多晶硅太陽能電池的DLTS數(shù)據(jù)處理與信號分析50-54
• 4.3.1 陷阱中心的俘獲截面與能級位置50-51
• 4.3.2 陷阱中心的深度分布51-52
• 4.3.3 電場效應52-53
• 4.3.4 德拜效應53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-58
• 附錄A “率窗”選擇器程序58-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情情況60-61
• 致謝61-62

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內容

深能級瞬態(tài)譜技術    黃波

深能級瞬態(tài)譜測量的計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)    張若愚,鮑桂珍

微處理機在深能級瞬態(tài)譜測試中的應用    陸昉 ,盛篪 ,孫恒慧

硅太陽電池材料的深能級瞬態(tài)譜檢測    謝基凡,丘思疇,丘睦欽

CdS/CdTe薄膜太陽電池的深能級瞬態(tài)譜和光致發(fā)光研究    黎兵;劉才;馮良桓;張靜全;鄭家貴;蔡亞平;蔡偉;武莉莉;李衛(wèi);雷智;曾廣根;夏庚培;

深能級瞬態(tài)譜儀    杜永昌,晏懋洵

用深能級瞬態(tài)譜測量硅太陽能電池中的深能級    朱悟新,奚建平,張厥宗

LabVIEW在染料敏化太陽電池測試系統(tǒng)中的應用    張玉香;陳雙宏;翁堅;戴松元;

太陽電池及其發(fā)展方向    呂建;殷洪亮;

太陽電池的負載匹配理論與負載變換技術    王康模;陳長纓;于志剛;劉興華;劉小沖;趙俊;

鏈式氧化制備SiO_2膜的研究    張松;席曦;王振交;唐寧;季靜佳;李果華;

硅系太陽電池表面鈍化技術比較    王濤;王正志;

PECVD制備SiO_x-SiN_x薄膜的研究    韓培育;季靜佳;朱凡;王振交;錢洪強;李果華;

用深能級瞬態(tài)譜及瞬態(tài)電容研究靠近禁帶中央能級的新方法    秦國剛,張玉峰,杜永昌,吳書祥,張麗珠,陳開茅

用磁控濺射和退火方法制備AlSb多晶薄膜    陳衛(wèi)東;馮良桓;雷智;張靜全;武莉莉;蔡偉;蔡亞平;姚菲菲;李衛(wèi);黎兵;鄭家貴;

用DLTS研究硅中注磷缺陷的退火行為    張玉峰,孟軍,杜永昌,吳書祥

聚苯胺太陽電池的研究    任斌,余成,黃河

低成本太陽能級硅材料制備技術    張軍;毛協(xié)民;傅恒志;

光伏發(fā)電實驗設計探討    白連平;張巧杰;

碲化鎘薄膜太陽電池技術和產(chǎn)業(yè)化進展    馮良桓;蔡亞平;張靜全;武莉莉;黎兵;李衛(wèi);雷智;蔡偉;鄭家貴;

一種太陽能光伏電池陣列仿真模型的研究    吉文杰;于立業(yè);王金鋒;石志學;金傳付;郭艷鵬;陳可;

一種太陽能智能充電裝置設計    劉秀杰;章杰;楊平;

局部陰影條件下光伏陣列輸出特性方程研究    傅望;羅時武;青志明;

高倍數(shù)碟式聚光光伏系統(tǒng)及其散熱器結構優(yōu)化方案    李燁;張華;王子龍;

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

新型MIp～+-Al_（0.3）Ga_（0.7）As/p-n-n～+-GaAs結構太陽電池電子及輻照效應研究    涂潔磊

晶體硅太陽電池及其電子輻照研究    劉祖明

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

薄膜太陽電池及其陶瓷硅襯底材料的制備和電子輻照研究    廖華

FeS_2的電子結構與光電性能理論模擬及其表面鈍化工藝研究    肖奇

ZnSe/GaAs/Ge高效太陽電池的研究    王愛坤

光伏陣列故障狀態(tài)的識別研究    王培珍

低成本襯底上晶體硅薄膜太陽電池的研究    勵旭東

太陽能電池用多晶硅薄膜的制備研究    張宇翔

太陽能LED照明系統(tǒng)控制器的設計    杜守增

太陽能電池用α-SiC_x:H薄膜的制備與性能研究    張瑞麗

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤算法研究及實現(xiàn)    黃克亞

HIT太陽電池硅片處理及復合透明導電膜的研究    王淑珍

太陽電池I-V曲線測試系統(tǒng)和電極制備研究    馮煒光

單晶硅太陽電池擴散工藝和絨面制備的研究    潘峰

質子交換膜燃料電池建模及動態(tài)仿真    公維磊

高頻光電導衰減法少子壽命測試儀設計    齊棟博

晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷工藝優(yōu)化的研究    李棟才

大功率光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)拓撲研究    王戀

多晶硅薄膜太陽電池    林安中,范質勤,沈華元,趙續(xù)文

CdTe薄膜太陽電池背接觸的研究    賀劍雄;鄭家貴;李衛(wèi);馮良桓;蔡偉;蔡亞平;張靜全;黎兵;雷智;武莉莉;王文武;

近距離升華沉積CdTe摻Cd薄膜的微結構和電學、光學特性    李茜;鄭毓峰;周向玲;孫言飛;簡基康;

太陽能驅動未來(下)    紀秀磊;

硅太陽能電池在我段信號點燈方面的應用    張正新;

太陽能小艇的推進裝置    王紹元;

葉綠素與新能源開發(fā)    王春華;

我國太陽能利用研究狀況    

多晶硅太陽能電池    筱軍;

德研發(fā)出轉換率逾20％的多晶硅太陽能電池    李峰;

TiO_2基太陽能電池研究進展    陳云霞;郝江波;何鑫;

采集太陽能(上)——基礎化學推進新型低成本太陽能電池的開發(fā)    

2009年太陽能電池市場重新洗牌已無可避免,挑戰(zhàn)與機遇并存    

浮法超白玻璃用晶硅太陽能電池蓋板的研究    杜勇;李釗;

硅太陽能電池在1319nm激光輻照下的熱激發(fā)載流子效應:一種對能量低于禁帶寬度光子的響應研究    江天;

氟基等離子體診斷以及在多晶硅太陽能電池制絨中應用研究    鄒帥;辛煜;唐中華;吉亮亮;蘇曉東;

統(tǒng)計制程控制在硅太陽能制造中的應用    高傳樓;

環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的研究進展    付明;丁驍;范琳;

斜入射下金屬納米顆粒對硅太陽能電池吸收增益的研究    夏子奐;

嵌入式節(jié)能利用型太陽能光伏供電系統(tǒng)在通信局(站)的應用    劉寶貴;侯福平;

太陽電池燒穿工藝對氮化硅薄膜的光學性質的影響    周之斌;趙占霞;陳鳳祥;古麗娜;孟凡英;崔容強;

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計    李大軍;

切割鋼絲發(fā)展方向及生產(chǎn)注意事項探討    毛可勇;

“英利”N型單晶硅太陽能電池技術達國際領先水平    信國安　王炳洋

單晶硅太陽能電池基地奠基    記者 黃瑩　通訊員 胡沛 馮濤 徐文婷

在漢生產(chǎn)單晶硅太陽能電池    記者 嚴運濤　通訊員 胡沛 馮濤 徐文婷

全省最大高效晶硅太陽能電池項目落戶清流    魏永富

晶澳成全球最大晶體硅太陽能電池片供應商    通訊員 段同剛　記者 蔡計鎖

英利N型硅太陽能電池技術實現(xiàn)新突破    記者 劉飛

單晶硅太陽能電池片蕪湖問世    記者 沈宮石　通訊員 王賢志

晶澳躍升全球最大晶體硅太陽能電池廠商    通訊員 段同剛　高琴偉 記者 鄭惠華

鄂旗又一重大項目獲自治區(qū)立項備案    格日樂其其格

超日太陽兩項目試產(chǎn)成功達產(chǎn)后公司業(yè)績將暴增    記者 劉相華

晶體硅太陽能電池梯度減反射膜及硅錠中晶體缺陷的研究    劉兵發(fā)

多晶硅太陽電池新腐蝕液的研究及其應用    劉志剛

中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    李曉剛

低溫液相法制備三元硫屬半導體薄膜的研究    石勇

單晶硅太陽能電池效率進一步提高探索    游金釧

單晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝的研究    王瑤

晶體硅太陽能電池絲網(wǎng)印刷工藝優(yōu)化的研究    李棟才

單晶硅太陽能電池表面制絨新方法研究    孫林鋒

工業(yè)晶體硅太陽能電池柵線優(yōu)化研究    王慶偉

硅太陽能電池中擊穿機制的研究    楊臣

單晶黑硅太陽能電池性能研究與硅表面制備銀柵線    張恩陽

硅太陽能電池中深能級的研究    李葛亮

基于光學微結構減小硅太陽能電池反射光損失的研究    彭露露

晶硅太陽能電池表面鈍化薄膜和機理的研究    張偉