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CdS纳米薄膜的制备及CdS复合薄膜在太阳能电池中的应用

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:20:36
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CdS纳米薄膜的制备及CdS复合薄膜在太阳能电池中的应用【摘要】:煤、石油和天然气等传统非再生能源在我们的生活中起到了非常大的作用,但是由于这些能源储量有限,还会带来环境问题,使得

【摘要】: 煤、石油和天然气等传统非再生能源在我们的生活中起到了非常大的作用,但是由于这些能源储量有限,还会带来环境问题,使得人们越来越关注新能源的开发和利用。其中,太阳能电池作为一种清洁的新能源而倍受青睐。 硫化镉(CdS)作为一种n型半导体,其禁带宽度为2.42eV,非常适合作为异质结薄膜太阳能电池的窗口材料。同时由于CdS薄膜易于制备、成本低廉,使其成为太阳能电池研究中的热点。本文主要包括两部分内容:一、采用水热法制备了CdS薄膜,并研究了各种反应条件对CdS薄膜生长的影响。二、将CdS薄膜与Cu_2O、CdTe和p型硅片复合,组装成异质结薄膜太阳能电池,并测定了电池的性能。 在第一部分内容中,采用化学水浴(CBD)法在乙酸镉、硫脲和氨水的溶液体系中制备出CdS薄膜。通过改变实验条件,研究了乙酸镉、硫脲的初始浓度、pH值、温度等因素对CdS薄膜生长的影响。还通过XRD、SEM、紫外可见吸收光谱等各种表征手段研究了CdS薄膜的内部结构和性能,并通过实验总结出了水热法制备CdS薄膜的最佳条件,并制备出均匀、致密、厚度可控的CdS薄膜。 在第二部分内容中,采用CBD法和电沉积法制备了CdS/Cu_2O、CdS/CdTe和CdS/p-Si薄膜,并组装成异质结薄膜太阳能电池,并测试了太阳能电池的性能,分别得到了光电转换效率最大为0.05%、1.137%和1.38×10~(-4)%的异质结薄膜太阳能电池。同时通过改变薄膜的厚度,测试了不同厚度的窗口层和吸收层对太阳能电池性能的影响。 【关键词】:CdS薄膜 CBD法 CdS/Cu_2O CdS/CdTe CdS/p-Si 太阳能电池
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O484;TM914.4
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第一章 引言8-15
  • 1.1 太阳能电池的研究背景8-9
  • 1.2 太阳能电池的种类9-11
  • 1.2.1 硅太阳能电池9-10
  • 1.2.2 敏化太阳能电池10
  • 1.2.3 聚合物太阳能电池10
  • 1.2.4 多元化合物薄膜太阳能电池10-11
  • 1.3 薄膜的制备方法11-13
  • 1.4 论文选题思想和主要内容13-15
  • 第二章 CdS纳米薄膜的制备研究15-30
  • 2.1 引言15-16
  • 2.1.1 前言15
  • 2.1.2 CdS膜的沉积原理15-16
  • 2.2 实验部分16-19
  • 2.2.1 实验仪器16-17
  • 2.2.2 实验药品17
  • 2.2.3 实验过程17-19
  • 2.3 结果讨论19-29
  • 2.3.1 XRD分析19
  • 2.3.2 SEM分析19-21
  • 2.3.3 XPS分析21-22
  • 2.3.4 光学特性分析22-24
  • 2.3.5 反应条件对CdS薄膜生长的影响24-29
  • 2.4 本章小结29-30
  • 第三章 CdS复合物在太阳能电池中的应用30-47
  • 3.1 引言30-31
  • 3.1.1 CdS在太阳能电池中的应用30
  • 3.1.2 描述太阳能电池性能的主要参数30-31
  • 3.2 CdS/Cu_2O复合膜太阳能电池31-36
  • 3.2.1 前言31
  • 3.2.2 实验部分31-34
  • 3.2.3 CdS/Cu_2O复合膜太阳能电池的性能测试34-36
  • 3.3 CdS/CdTe复合膜太阳能电池36-42
  • 3.3.1 前言36-37
  • 3.3.2 实验部分37-39
  • 3.3.3 CdS/CdTe复合薄膜太阳能电池的性能测试39-42
  • 3.4 CdS/p-Si复合膜太阳能电池42-45
  • 3.4.1 前言42
  • 3.4.2 实验部分42-44
  • 3.4.3 CdS/p-Si薄膜太阳能电池的性能测试44-45
  • 3.5 本章小结45-47
  • 第四章 结论47-48
  • 参考文献48-52
  • 致谢52


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