金属/氧化物与半导体/氧化物多层膜及光伏系统

【摘要】：多层膜的研究是近30年开展起来的,它是表面工程、薄膜技术深入发展的结果。多层膜是由两种或几种材料交替沉积而形成的一种人造层状微结构。它可以由金属/金属,金属/半导体,金属/氧化物,半导体/氧化物或其它材料堆垛形成。目前,人造多层膜已成为当前薄膜科学、表面科学领域的一个活跃的分支学科。 本论文简要阐述了多层膜的发展现状、结构特点以及它在光伏电池材料中的应用。在此基础上进行了下面两方面的实验研究工作: 本文在多层膜方面的研究:采用真空蒸发沉积和自然氧化、热氧化法制备Al/Al_2O_3、Cr/Cr_2O_3及Si/SiO_2多层膜,用称重法检测薄膜厚度,并在常低温情况下测试其U-I特性曲线,发现具有类负阻效应;采用扫描电子显微镜观察样品截面,发现多层膜厚度和秤重法计算结果基本相符;扫描隧道显微镜与原子力显微镜观察表明薄膜表面存在着岛状结构;透射电子显微镜分析说明所蒸镀的硅膜不完全是非晶态,还具有单晶、多晶结构。 本论文在小型太阳能光伏系统方面的研究:了解小型光伏系统的构成;自行设计测试小型太阳能电池板U-I特性曲线的装置;测试不同光强情况下的非晶硅、多晶硅电池板的U-I特性曲线;用扫描电镜观察非晶硅样品横截面的形貌和能谱分析成分。 【关键词】：多层膜 类负阻特性 U-I特性 太阳能电池
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 前言8-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 薄膜材料研究的意义9-10
• 1.2 纳米薄膜及多层膜10-14
• 1.2.1 多层膜研究概况10-13
• 1.2.2 多层膜在光伏电池中的应用13-14
• 1.3 论文工作的主要内容14-15
• 本章小结15-16
• 第二章 薄膜的生长原理、制备技术及检测方法16-27
• 2.1 薄膜的生长原理16-18
• 2.1.1 临界核的形成16-17
• 2.1.2 岛的长大与接合17
• 2.1.3 迷津结构的形成17
• 2.1.4 连续膜的形成17-18
• 2.2 薄膜的制备方法18-21
• 2.2.1 真空蒸发沉积18-20
• 2.2.2 溅射沉积20
• 2.2.3 气相生长沉积20-21
• 2.2.4 外延沉积21
• 2.3 薄膜的检测21-26
• 2.3.1 膜厚测量21-22
• 2.3.2 薄膜表面检测技术22-26
• 本章小结26-27
• 第三章 多层膜的制备及检测27-56
• 3.1 实验仪器与设备27-29
• 3.1.1 真空镀膜设备27-28
• 3.1.2 检测设备28-29
• 3.2 薄膜试样的制取29-30
• 3.3 铝/氧化铝多层膜性能检测30-37
• 3.3.1 铝/氧化铝多层膜电性能检测31-36
• 3.3.2 铝/氧化铝薄膜的AFM图象分析36-37
• 3.4 铬/氧化铬多层膜性能检测37-43
• 3.4.1 铬/氧化铬多层膜电性能检测37-40
• 3.4.2 扫描截面分析40-41
• 3.4.3 扫描隧道显微镜(STM)分析41-42
• 3.4.4 金属/氧化物多层膜类负阻特性的形成原因分析讨论42-43
• 3.5 硅/氧化硅多层膜性能检测43-52
• 3.5.1 硅/氧化硅多层膜性能检测43-47
• 3.5.2 硅/氧化硅薄膜透射电子显微镜(TEM)观察47-52
• 3.6 电性能比较分析52-55
• 本章小结55-56
• 第四章 小型光伏系统56-68
• 4.1 开发太阳能电池的意义56-57
• 4.2 太阳能电池发电原理57
• 4.3 太阳电池的等效电路及功率参数57-59
• 4.3.1 太阳电池的等效电路57-59
• 4.3.2 转换效率、输出功率和填充因子59
• 4.4 小型光伏发电系统59-61
• 4.4.1 太阳电池方阵60
• 4.4.2 调节控制器60
• 4.4.3 阻塞二极管60-61
• 4.4.4 太阳能草坪灯61
• 4.5 太阳能电池测试装置原理61-62
• 4.6 样品的形貌观察及性能测试62-67
• 4.6.1 样品α-Si01横截面分析62-64
• 4.6.2 不同光强情况下的U-I测试64-67
• 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 致谢74

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