太陽(yáng)能電池用多孔砷化鎵陷光層研究

【摘要】：太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源,越來(lái)越受到社會(huì)的重視。太陽(yáng)能電池的研究目前呈現(xiàn)出多種材料齊頭并進(jìn)的態(tài)勢(shì),已經(jīng)打破了以前硅太陽(yáng)能電池一枝獨(dú)秀的局面。GaAs太陽(yáng)能電池以其高轉(zhuǎn)化效率,良好的溫度特性,獨(dú)特的抗輻射能力,在空間電池上取得了廣泛應(yīng)用。影響太陽(yáng)電池效率的因素主要集中在光學(xué)損失和電學(xué)損失兩個(gè)方面,為了更好的提高電池工作效率,在電池表面形成一層具有增加光吸收的陷光結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。 本文采用工藝簡(jiǎn)單的電化學(xué)刻蝕制備多孔GaAs陷光層,通過(guò)改變刻蝕電壓、溶液濃度優(yōu)化多孔GaAs陷光層制備工藝條件。通過(guò)SEM觀察不同刻蝕條件下的樣品表面形貌,同時(shí)通過(guò)反射譜測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試不同刻蝕條件下樣品表面的減反射情況,建立了孔型減反射的模型。通過(guò)結(jié)果比較得出了不同溶液中最佳的刻蝕條件,0.1M鹽酸溶液中最佳電流為0.5mA,刻蝕1200s；在氫氟酸溶液中,最佳的刻蝕電流為3mA-10mA,刻蝕1200s；在氫氟酸與鹽酸混合溶液中,最佳的刻蝕電流為10mA,刻蝕1200s。運(yùn)用晶體各向異性的特性理論討論GaAs各個(gè)晶面在鹽酸溶液中的刻蝕順序,并分析GaAs腐蝕孔方向和腐蝕孔形貌的形成機(jī)理。為了進(jìn)一步研究多孔GaAs層表面電學(xué)特性,制備了Au/多孔GaAs/肖特基結(jié)構(gòu),通過(guò)IV和CV測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試電流-電壓和電容-電壓特性參數(shù),并計(jì)算出多孔GaAs的理想因子,串聯(lián)電阻以及陷阱能級(jí)密度,在多孔GaAs陷光層提高太陽(yáng)能電池工作效率的研究方向上積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 【關(guān)鍵詞】：GaAs 多孔材料 陷光結(jié)構(gòu) 太陽(yáng)能電池 減反射
【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(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 太陽(yáng)能發(fā)電8-9
• 1.2 太陽(yáng)能電池種類(lèi)及發(fā)展9-12
• 2 太陽(yáng)能電池12-23
• 2.1 太陽(yáng)能電池基本原理12-17
• 2.2 影響太陽(yáng)能電池效率的因素17-21
• 2.3 影響太陽(yáng)能電池效率的光學(xué)損失21-22
• 2.4 多孔GaAs陷光層的研究意義22-23
• 3 多孔材料的制備和表征23-30
• 3.1 多孔材料的制備23-25
• 3.2 太陽(yáng)能電池用多孔GaAs陷光層表征技術(shù)25-30
• 3.2.1 電容-電壓測(cè)試方法25
• 3.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)25-26
• 3.2.3 光致發(fā)光譜26-28
• 3.2.4 紫外-可見(jiàn)光度計(jì)島津UV-360028-30
• 4 太陽(yáng)能電池用多孔GaAs陷光結(jié)構(gòu)研究30-42
• 4.1 GaAs多孔材料30-31
• 4.2 多孔GaAs的制備過(guò)程31-32
• 4.3 多孔GaAs的刻蝕機(jī)理與減反射研究32-41
• 4.3.1 鹽酸溶液中GaAs多孔層表面形貌32-35
• 4.3.2 氫氟酸溶液中GaAs多孔層表面形貌35-39
• 4.3.3 多孔GaAs表面反射39-41
• 4.4 本章實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41-42
• 5 Au/多孔GaAs肖特基結(jié)電學(xué)分析42-51
• 5.1 Au/多孔GaAs界面的IV特性分析42-46
• 5.2 Au/多孔GaAs界面的CV特性分析46-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況55-56
• 致謝56-57

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