HIT太陽(yáng)能電池材料的制備與性能研究

【摘要】：HIT太陽(yáng)能電池由于具有成本低、效率高、穩(wěn)定性好以及適合大面積生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn),而成為太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但為了滿足國(guó)民生產(chǎn)的大量需求,要實(shí)現(xiàn)更高效廉價(jià)的HIT電池的生產(chǎn)制備,不僅需要良好的界面鈍化效果,還需要通過(guò)降低表面光反射率、非晶硅發(fā)射極的光吸收、透明導(dǎo)電膜的電阻率及襯底材料的成本。 針對(duì)以上這些問(wèn)題,本文對(duì)多晶硅襯底的表面織構(gòu)化處理、本征及摻雜非晶硅薄膜制備及性能、摻鋁氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜制備及性能等三方面進(jìn)行了深入研究,得到主要結(jié)論如下： (1)通過(guò)NH4NO3/HNO3/HF/H2O腐蝕液對(duì)多晶硅襯底的表面進(jìn)行了織構(gòu)化處理,結(jié)果表明：隨著腐蝕液中NH4NO3含量的增加,多晶硅片表面的腐蝕坑先增多后減少,表面光反射率先降低后提高,當(dāng)NH4NO3含量為4ml時(shí),反射率最低；在超聲輔助的情況下多晶硅片表面腐蝕速率明顯變慢,腐蝕坑比較均勻,表面光反射率更低。 (2)采用ECR-PECVD法制備了本征及摻雜非晶硅薄膜,研究結(jié)果表明：隨著氬氫比的提高,a-Si：H薄膜的晶化率減小,沉積速率降低,光學(xué)帶隙寬度先增大后減?。浑S著SiH4流量的增加,a-Si:H薄膜的沉積速率增加,晶化率減??；在Ar/H2比為15/15、SiH4流量為10sccm時(shí),制備的本征硅薄膜性能較好,呈完全非晶態(tài),光學(xué)帶隙為1.97eV。隨著摻雜濃度的提高,實(shí)驗(yàn)制備的N型a-Si：H薄膜的光學(xué)帶隙寬度有所提高,暗電導(dǎo)率先增大后減小,在摻雜濃度為0.5時(shí)光學(xué)帶隙和暗電導(dǎo)率均達(dá)到最大,分別為2.02eV和8.24×10-2S/cm。 (3)利用雙靶共濺射法在不同沉積條件下制備了一系列AZO薄膜,結(jié)果表明：當(dāng)襯底溫度為250℃、濺射功率為100W、工作氣壓為0.3Pa時(shí)制備的AZO薄膜具有較好的綜合性能,薄膜結(jié)晶質(zhì)量較好,電阻率為2.5×10-3Ω.cm,可見光的透過(guò)率在90%左右,光學(xué)禁帶寬度為3.52eV。與單靶磁控濺射法相比,共濺射法制備的AZO薄膜具有更好的擇優(yōu)取向和結(jié)晶性以及更好的光電性能。 【關(guān)鍵詞】：HIT太陽(yáng)能電池 多晶硅襯底 非晶硅薄膜 透明導(dǎo)電膜
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 引言9-11
• 1.2 HIT太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)11-12
• 1.2.1 HIT太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.2 HIT太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)12
• 1.3 HIT太陽(yáng)能電池的研究與發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.4 HIT太陽(yáng)能電池存在的問(wèn)題及解決方案15
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與檢測(cè)方法17-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備17-21
• 2.1.1 微波電子回旋共振等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積17-19
• 2.1.2 射頻磁控濺射19-21
• 2.2 薄膜檢測(cè)方法21-28
• 2.2.1 薄膜厚度、表面形貌及成分的表征21-22
• 2.2.2 薄膜的結(jié)構(gòu)分析22-25
• 2.2.3 薄膜的光學(xué)性能表征25-26
• 2.2.4 薄膜的電學(xué)性能表征26-28
• 3 多晶硅基片清洗與絨面處理28-38
• 3.1 多晶硅絨面制備技術(shù)概況28-31
• 3.2 NH_4NO_3/HNO_3/HF/H_2O體系中多晶硅腐蝕坑的形成機(jī)理31-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果32-38
• 3.3.1 NH_4NO_3加入量對(duì)多晶硅表面形貌的影響33-35
• 3.3.2 NH_4NO_3加入量對(duì)多晶硅表面光反射率的影響35
• 3.3.3 超聲輔助對(duì)多晶硅絨面效果的影響35-38
• 4 硅摻雜層的制備與研究38-51
• 4.1 引言38-39
• 4.2 本征非晶硅層39-46
• 4.2.1 氬氫比對(duì)薄膜性能的影響39-43
• 4.2.2 硅烷流量對(duì)薄膜性能的影響43-46
• 4.3 N型磷摻雜非晶硅層46-51
• 4.3.1 摻雜濃度(PH_3/SiH_4)對(duì)N型非晶硅薄膜結(jié)構(gòu)性能的影響47
• 4.3.2 摻雜濃度(PH_3/SiH_4)對(duì)N型非晶硅薄膜光學(xué)性能的影響47-49
• 4.3.3 摻雜濃度(PH_3/SiH_4)對(duì)N型非晶硅薄膜電學(xué)性能的影響49-51
• 5 AZO透明導(dǎo)電膜的制備與性能研究51-67
• 5.1 引言51
• 5.2 AZO薄膜的制備51-52
• 5.3 單靶與雙靶濺射對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響52-57
• 5.4 沉積參數(shù)對(duì)AZO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響57-67
• 5.4.1 沉積參數(shù)對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)的影響57-62
• 5.4.2 AZO薄膜電學(xué)性能62-65
• 5.4.3 AZO薄膜的光學(xué)性能65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

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