太阳能电池用多层膜的制备和研究

【摘要】：宽禁带ZnO是一种新型的化合物半导体材料，具有六方纤锌矿结构，室温下禁带宽度为3.37eV，激子束缚能为60meV。ZnO薄膜以其优良的压电性能、透明导电性能等使其在太阳能电池、压电器件、表面声波器件、气敏元件等诸多领域得到广泛应用。 本文采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺在普通Na-Ca-Si玻璃基片上成功地制备出Al~(3+)掺杂型ZnO薄膜。所用的溶胶是以异丙醇为溶剂，醋酸锌为前驱体，二乙醇胺为稳定剂反应制得，用浸渍提拉法在基片上镀膜，经预烧、退火，最后形成均匀、透明的多晶ZnO薄膜。 采用L_9(3~4)正交分析设计方法，对溶胶-凝胶方法制备ZAO薄膜的工艺参数进行了优化研究，通过极差法确定了在溶胶-凝胶方法制备条件下得到最佳光电性能ZAO薄膜的工艺条件为：溶胶浓度0.5mol／L，Al~(3+)掺杂量1.5atm％，镀膜层数12层，退火温度600℃。 利用XRD、SEM、分光光度计和四探针测试仪对薄膜的结构和光电特性进行了研究。结果表明：掺杂量、退火温度、涂膜层数和溶胶浓度对ZAO薄膜光电性能均有不同程度的影响。增加掺杂量和提高退火温度都能降低薄膜的电阻率，但过多的掺杂和过高的退火温度反而会增加电阻率；增加溶胶的浓度和镀膜层数均能增加薄膜的厚度，薄膜厚度的增加会导致薄膜电阻率和可见光范围内透射率的降低。增加掺杂量和提高退火温度对薄膜在可见光范围内的平均透射率基本无影响。 【关键词】：溶胶-凝胶法 Al~(3+)掺杂 ZAO薄膜 透明电极 光电性质
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 第一章 绪论6-24
• 1.1 我国能源现状6-7
• 1.2 可再生能源7-12
• 1.3 太阳能电池新型材料的研究12-22
• 1.4 课题研究的主要内容、目的及意义22-24
• 第二章 溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜24-36
• 2.1 溶胶-凝胶法概述24-28
• 2.2 氧化锌薄膜的制备工艺过程28-32
• 2.3 正交试验优化制备工艺参数32-36
• 第三章 薄膜结构和性能的检测36-62
• 3.1 检测使用的仪器36
• 3.2 薄膜的结构分析36-42
• 3.3 ZAO薄膜的电学性质42-46
• 3.4 ZAO薄膜的光学性能及生长过程46-48
• 3.5 结果和讨论48-56
• 3.6 透光率的结果与讨论56-59
• 3.7 pH值对薄膜的影响59
• 3.8 溶剂的选择59-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间发表的论文66-67
• 致谢67

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