PIN型非晶硅太阳能电池ZnO：Al/Al复合背反射电极的研究

【摘要】： 非晶硅太阳能电池目前主要存在的问题,一是转换效率低,二是稳定性不好。ZnO:Al/Al复合背反射电极的应用可以增加光在电池i层的光程,从而增加了i层对光的吸收,提高了电池的效率。此外,增加了ZnO:Al/Al复合背反射电极后在同样的效率下可以减薄i层,增加电池的稳定性。对ZnO:Al/Al复合背反射电极的研究主要集中在电池n层和ZnO:Al薄膜的匹配。 本论文对电池的n层沉积条件和ZnO:Al薄膜的磁控溅射条件进行了研究,目的就是找出电池N层和ZnO:Al薄膜的最佳匹配条件。 对于电池N层的研究,试验中固定了ZnO:Al薄膜的磁控溅射条件,研究不同n层沉积条件下制得的电池在增加ZnO:Al/Al复合背反射电极后电池性能的改变,最终得出电池在沉积温度为190℃,沉积时间为40分钟,硅烷浓度为0.75%SC时得到的电池性能最好。对于ZnO:Al薄膜的研究,试验中固定电池的沉积条件,研究不同的溅射条件下制得的ZnO:Al薄膜用在电池上对电池性能的影响,来确定ZnO:Al薄膜的最佳溅射条件。试验最终得出最佳的磁控溅射条件:小车运行次数为7次、溅射氩气和氧气的流量比为18:2.5、溅射靶距为5 cm、溅射反应压力为3.5 mtorr时制得的ZnO:Al薄膜和电池N层的匹配最好。 本论文还对ZnO:Al/Al复合背反射电极应用在天津市津能电池科技有限公司生产的电池上的溅射条件进行了研究。找出了最佳的溅射条件,使得电池的性能得到很好的改善。 【关键词】：非晶硅 太阳电池 磁控溅射 复合背反射电极 ZnO:Al
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：O484.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1-1 光伏产业发展的现状9-10
• 1-2 非晶硅薄膜太阳电池10-12
• 1-2-1 非晶硅太阳电池的特点及发展10-11
• 1-2-2 非晶太阳电池存在的问题和解决方法11-12
• 1-3 氧化锌铝（ZnO:Al）薄膜12-16
• 1-3-1 氧化锌铝薄膜的结构特性12
• 1-3-2 氧化锌铝薄膜的电学性能12-13
• 1-3-3 氧化锌铝薄膜的光学性能13
• 1-3-4 ZnO 薄膜的制备方法13-16
• 1-4 本论文研究的主要内容16-17
• 第二章 理论基础和实验方法17-30
• 2-1 理论基础17-25
• 2-1-1 太阳能电池工作原理17-19
• 2-1-2 太阳能电池的特征参数19-22
• 2-1-3 薄膜电池的陷光作用22-24
• 2-1-4 薄膜太阳能电池的背反射电极24-25
• 2-2 实验介绍25-28
• 2-2-1 PECVD 原理25-27
• 2-2-2 非晶硅电池的实验设备及过程27
• 2-2-3 薄膜的制备方法和设备27-28
• 2-3 试验用到的测试方法和设备28-30
• 2-3-1 用模拟器测试薄膜太阳能电池的光电转化效率28
• 2-3-2 用椭偏仪测试薄膜厚度28-29
• 2-3-3 用分光光度计测试薄膜透过率和反射率29-30
• 第三章 n 层的沉积条件对电池性能的影响30-37
• 3-1 n 层的沉积时间对电池性能的影响30-32
• 3-2 n 层的沉积温度对电池性能的影响32-34
• 3-3 n 层硅烷浓度的变化对电池性能的影响34-36
• 3-4 小结36-37
• 第四章 磁控溅射条件对电池性能的影响37-49
• 4-1 溅射ZnO:Al 薄膜的厚度对电池的影响37-41
• 4-2 磁控溅射氧氩比对电池的影响41-44
• 4-3 溅射反应压力对电池性能的影响44-46
• 4-4 溅射靶距对电池的影响46-48
• 4-5 小结48-49
• 第五章 磁控溅射条件对津能电池的影响49-55
• 5-1 溅射压力对津能电池的影响49-50
• 5-2 溅射靶距对津能电池的影响50-52
• 5-3 溅射ZnO:Al 的厚度对津能电池的影响52-53
• 5-4 溅射氧氩比对津能电池性能的影响53-54
• 5-5 小结54-55
• 第六章 结论55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60

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