CBD法制備大面積CdS薄膜及光伏應用

【摘要】：硫化鎘在薄膜太陽電池中應用廣泛。無論在CIGS(I–III–V材料)還是Cd Te(II–VI材料),或者CZTS薄膜材料體系電池中,Cd S都是非常關鍵的一層。在Cd Te電池中Cd S作為n型半導體材料,在CIGS薄膜太陽電池中Cd S作為緩沖層介于CIGS和Zn O之間的關鍵層,一方面作為n型半導體材料,另一方面可以調(diào)節(jié)CIGS和Zn O帶隙梯度。為了制備透明的和高電阻率的Cd S薄膜,研制出很多種方法制備獲得。如化學氣相沉積(CVD),電鍍,射頻磁控濺射,化學水浴法。而制備無針孔的Cd S薄膜一般使用CBD法,其價格低廉且所制備的薄膜與CIGS晶格失配較小。在用CBD法制備Cd S薄膜有使用緩沖劑的低氨的方法,也有不使用緩沖劑的高氨的方法。本文采用化學水浴法制備10cm×10cm大面積Cd S薄膜。調(diào)整合適的工藝參數(shù)為達到節(jié)約資源,提高沉積速率,制備透過率高均勻性好的Cd S薄膜,并且在光伏器件中作為緩沖層使用。其反應包含兩個部分即孤立離子之間發(fā)生化學反應即異質(zhì)成核和反應生成的分子團聚集過程即同質(zhì)成核。這兩部分反應是競爭反應,而異質(zhì)成核所制備的薄膜透過率和附著性都是比同質(zhì)反應要好的,所以需要調(diào)整合適工藝參數(shù)使得薄膜生長大部分處于異質(zhì)生長成膜。本文通過一些正交實驗在不同的溫度條件下調(diào)節(jié)轉子轉速和藥品計量比來滿足該需求。 【關鍵詞】：薄膜太陽電池 CdS CBD 緩沖層
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 硫化鎘研究的目的和意義9-13
• 1.1.1 硫化鎘的研究背景9
• 1.1.2 硫化鎘的發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.1.3 硫化鎘在薄膜太陽電池中的應用11-12
• 1.1.4 硫化鎘薄膜制備的工藝和存在的問題12-13
• 1.2 本論文研究的主要內(nèi)容13-15
• 1.2.1 化學水浴法制備硫化鎘薄膜13-14
• 1.2.2 硫化鎘薄膜的在CIGS太陽電池中的應用14-15
• 第二章 硫化鎘薄膜的制備原理、制備方法和表征手段15-25
• 2.1 硫化鎘薄膜15-17
• 2.1.1 硫化鎘結構和性質(zhì)15-16
• 2.1.2 CIGS太陽電池原理16-17
• 2.2 硫化鎘薄膜的制備17-22
• 2.2.1 化學水浴法制備硫化鎘薄膜的原理17-19
• 2.2.2 化學水浴法的裝置19-20
• 2.2.3 化學水浴法制備硫化鎘薄膜的工藝流程20-22
• 2.3 硫化鎘薄膜的表征22-23
• 2.3.1 臺階儀22
• 2.3.2 X射線衍射儀（XRD）22-23
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）23
• 2.3.4 太陽電池電性能測試儀23
• 2.3.5 橢偏儀23
• 2.4 本章小結23-25
• 第三章 大面積硫化鎘薄膜的制備25-33
• 3.1 CBD法制備大面積硫化鎘的意義25
• 3.2 CBD法制備大面積硫化鎘薄膜的主要問題25-26
• 3.3 CBD法制備大面積硫化鎘薄膜26-33
• 3.3.1 不使用轉子制備大面積CdS薄膜26-29
• 3.3.2 使用轉子制備大面積CdS薄膜29-33
• 第四章 CBD法制備大面積硫化鎘薄膜研究33-54
• 4.1 反應物溶液濃度大面積CdS薄膜特性的影響33-39
• 4.1.1 硫脲溶液的影響33-34
• 4.1.2 醋酸鎘溶液濃度的影響34-36
• 4.1.3 反應級數(shù)的測定36-39
• 4.2 不同襯底的影響39-45
• 4.2.1 不同襯底對硫化鎘薄膜晶體結構的影響40-43
• 4.2.2 不同襯底對硫化鎘薄膜表面形貌的影響43-45
• 4.3 攪拌速率的影響45
• 4.4 溶液PH值的影響45-47
• 4.5 CBD法制備大面積硫化鎘的均勻性和透過率分析47-53
• 4.6 本章小結53-54
• 第五章 硫化鎘薄膜在CIGS太陽電池中的應用54-60
• 5.1 CIGS薄膜的制備54-55
• 5.2 CdS層的制備55-56
• 5.3 Mo層的制備56-57
• 5.4 ZnO的制備57-58
• 5.5 大面積CIGS電池效率測試58-60
• 第六章 總結與展望60-61
• 6.1 總結60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-66
• 發(fā)表論文和科研情況說明66-67

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