机械合金化法研制铜铟硒类光伏粉体材料
机械合金化法研制铜铟硒类光伏粉体材料【摘要】:太阳能是人类取之不尽用之不竭的清洁能源,是各种可再生能源中最重要的能源。太阳能光伏发电是近些年来太阳能应用中发展最快、最具活力的研究领
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.3
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 绪论11-28
- 1.1 太阳能电池及吸收层材料11-16
- 1.1.1 太阳能电池及吸收层材料的选择11-13
- 1.1.2 铜铟硒材料的结构与性质13-15
- 1.1.3 关于铜铟硒类光伏材料15-16
- 1.2 铜铟硒太阳能电池16-21
- 1.2.1 铜铟硒太阳能电池的研究历程16-17
- 1.2.2 铜铟硒太阳能电池的吸收层制备方法17-20
- 1.2.3 铜铟硒类粉体材料的制备方法20-21
- 1.3 机械合金化技术21-25
- 1.3.1 机械合金化法的反应机理22-23
- 1.3.2 自蔓延合成热力学23-25
- 1.4 问题的提出25-26
- 1.5 本论文研究的主要内容及意义26-28
- 1.5.1 本论文的主要研究内容26
- 1.5.2 本论文拟解决的关键问题26-27
- 1.5.3 本文研究的目的及意义27-28
- 第二章 样品制备及表征28-41
- 2.1 样品制备28-37
- 2.1.1 实验原料和设备28-31
- 2.1.2 机械合金化法制备铜铟硒类粉体31-36
- 2.1.3 CuInSe_2吸收层的制备36-37
- 2.2 样品表征37-41
- 2.2.1 XRD物相分析38
- 2.2.2 SEM形貌及EDS成分分析38
- 2.2.3 TEM选区成像及选区衍射分析38-39
- 2.2.4 三维形貌观察39
- 2.2.5 薄膜厚度检测39
- 2.2.6 薄膜的光吸收性能分析39
- 2.2.7 电阻率检测分析39-40
- 2.2.8 导电类型测试40-41
- 第三章 铜铟硒类粉体的制备及其过程研究41-85
- 3.1 不同机械合金化方法制备CuInSe_2粉体及过程研究41-50
- 3.1.1 三种不同机械合金化方法对产物结构、形貌及成分的影响41-43
- 3.1.2 行星球磨与手工研磨制备CuInSe_2粉体材料对比43-45
- 3.1.3 研磨制备铜铟硒粉体的过程研究45-50
- 3.2 CuInSe_2粉体制备及球磨过程研究50-63
- 3.2.1 球磨机转速对CuInSe_2粉体材料形貌和成分的影响51-52
- 3.2.2 Cu-In-Se体系的机械合金化过程及球磨时间对产物相结构和微区成分的影响52-58
- 3.2.3 球料比对CuInSe_ 2粉体材料形貌的影响58-60
- 3.2.4 近化学计量比CuInSe_2粉体材料的制备60-61
- 3.2.5 过程控制剂对粉体形貌的影响61-63
- 3.3 铜铟铝硒Cu(In,Al)Se_2及铜铟硫硒CuIn(S,Se)_2粉体制备及过程研究63-80
- 3.3.1 Al含量对Cu(In,Al)Se_2粉体微观结构的影响63-66
- 3.3.2 Cu(In,Al)Se_2粉体微区成分分析及自蔓延过程研究66-71
- 3.3.3 S含量对CuIn(S,Se)_2粉体微观结构的影响及机械合金化过程研究71-79
- 3.3.4 Cu(In,Al)(S,Se)_2粉体制备及物相分析79-80
- 3.4 铜铟硒类粉体的机械合金化过程80-82
- 3.5 铜铟硒类粉体材料的电学性能检测82-83
- 本章小结83-85
- 第四章 机械合金化法制备铜铟硒类粉体材料的热力学诠释85-96
- 4.1 Cu-In-Se体系的机械力诱导自蔓延反应研究85-92
- 4.1.1 Cu-In-Se体系自蔓延反应的判据85-86
- 4.1.2 机械合金化法制备CuInSe_2粉体的热力学研究86-87
- 4.1.3 机械合金化法制备CuInSe_2粉体材料的反应机理87-92
- 4.2 Cu-In-Al-Se体系的机械力诱导自蔓延反应92
- 4.3 Cu-In-S-Se体系的机械力诱导自蔓延反应研究92-95
- 4.3.1 机械合金化法制备的CuInS_2粉体的热力学研究92-94
- 4.3.2 Cu-In-S体系和Cu-In-S-Se体系的自蔓延反应判据94-95
- 本章小结95-96
- 第五章 铜铟硒吸收层的制备及性能研究96-109
- 5.1 真空蒸发法制备铜铟硒吸收层96-103
- 5.1.1 蒸镀时间与蒸镀电流对薄膜成分的影响96-98
- 5.1.2 退火对薄膜结构与形貌的影响98-101
- 5.1.3 薄膜的光电性能101-103
- 5.2 涂覆法制备铜铟硒膜层103-108
- 5.2.1 CuInSe_2粉体与酒精混合涂覆103-105
- 5.2.2 CuInSe_2与导电溶剂混合涂敷制备复合膜层105-108
- 本章小结108-109
- 结论109-111
- 创新点摘要111-112
- 展望112-113
- 参考文献113-120
- 致谢120-121
- 攻读博士学位期间发表的学术论文121
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