柔性非晶硅薄膜太阳能电池关键制备技术研究

【摘要】： 柔性非晶硅薄膜太阳能电池以其可卷曲等独特的优点而成为当前光伏领域中研究的热点。但是柔性衬底一般透光性差,因而柔性衬底的采用也给非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺带来了新的问题。本文对柔性非晶硅薄膜太阳能电池的关键制备技术进行了研究,并对相关工艺进行了优化,从而提高柔性非晶硅薄膜太阳能电池的性能。本文采用不锈钢片和聚酰亚胺膜(PI膜)作为柔性衬底,针对柔性衬底和玻璃衬底的不同,对柔性衬底非晶硅薄膜太阳能电池的结构进行了设计和调整,并根据所设计的结构制定了相应的电池制备工艺方案。 本文将ZnO:Al薄膜用于柔性非晶硅薄膜太阳能电池的背电极阻挡层及前电极,对ZnO:Al薄膜的制备工艺进行了研究,得出了制备ZnO:Al薄膜的优化工艺条件。并对比分析了ZnO:Al阻挡层及ZnO:Al前电极对太阳能电池性能的影响,发现加入ZnO:Al阻挡层后,电池的短路电流和开路电压有所提高;采用ZnO:Al薄膜作为前电极与采用铟锡氧化物透明导电薄膜(ITO)作为前电极相比,电池的性能稍有提高,不过变化不大,但是制备ZnO:Al薄膜的成本比ITO的低,因而电池的成本会有所下降。 同时对n+层薄膜的结晶状态进行了研究,探讨了制备n+层微晶硅薄膜的工艺以及多晶硅薄膜的金属Al诱导低温晶化工艺。并分析了n+层薄膜的结晶状态对太阳能电池性能的影响,通过对所制备的电池样品性能进行分析后发现:采用微晶硅薄膜及多晶硅薄膜作为n+层后,电池的性能有所提高。 【关键词】：太阳能电池 柔性衬底 非晶硅薄膜 阻挡层 结晶状态
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 太阳能光伏技术的发展状况8-10
• 1.2 太阳能电池的研究现状与发展趋势10-12
• 1.3 柔性非晶硅薄膜太阳能电池的研究意义12-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-15
• 2 非晶硅材料与太阳能电池理论基础15-23
• 2.1 非晶硅材料15-19
• 2.2 非晶硅薄膜太阳能电池的理论基础19-23
• 3 柔性非晶硅薄膜太阳能电池的结构及工艺设计23-30
• 3.1 柔性非晶硅薄膜太阳能电池的结构设计23-27
• 3.2 柔性非晶硅薄膜太阳能电池的工艺设计27-29
• 3.3 柔性非晶硅薄膜太阳能电池相关性能的测试方法29-30
• 4 ZnO:Al 透明导电薄膜的研究30-43
• 4.1 ZnO:Al 薄膜的性质30-31
• 4.2 ZnO:Al 透明导电薄膜的制备31
• 4.3 沉积工艺对ZnO:Al 薄膜的影响分析31-39
• 4.4 ZnO:Al 薄膜对柔性非晶硅薄膜太阳能电池性能的影响39-43
• 5 n 层薄膜的结晶状态对太阳能电池性能的影响43-52
• 5.1 n 层薄膜在柔性非晶硅薄膜太阳能电池中的作用43
• 5.2 n 层微晶硅薄膜的制备工艺研究43-45
• 5.3 n 层多晶硅薄膜低温晶化工艺的研究45-50
• 5.4 n 层薄膜的结晶状态对太阳能电池的影响50-52
• 6 结论52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文59-60
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利及获奖60

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