多晶硅及碲化镉薄膜光伏材料关键制备技术的研究
多晶硅及碲化镉薄膜光伏材料关键制备技术的研究【摘要】:光伏材料需要兼顾较高的光电转换效率和较低成本的工业化生产的要求,而多晶硅薄膜兼具体硅的优异光电性能及非晶硅薄膜的低成本的优点,
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM914.4
【目录】:
- 摘要5-7
- Abstract7-14
- 第一章 绪论14-42
- 第一节 光伏产业发展的重要意义14-17
- 1.1.1 能源危机、温室效应及太阳电池的发展14-15
- 1.1.2 世界各国对光伏产业的重视15-16
- 1.1.3 太阳电池对我国经济的重要意义16-17
- 第二节 太阳电池材料17-32
- 1.2.1 第一代太阳电池材料(体硅材料太阳电池)18-21
- 1.2.2 第二代太阳电池材料(薄膜太阳电池材料)21-32
- 第三节 多晶硅薄膜太阳电池研究现状及关键技术32-37
- 1.3.1 CSG多晶硅薄膜太阳电池33-35
- 1.3.2 铝诱导晶化多晶硅薄膜太阳电池35-37
- 第四节 碲化镉薄膜太阳电池研究现状及关键技术37-39
- 第五节 论文的研究内容和目的39-42
- 1.5.1 研究背景39
- 1.5.2 选题思路39-40
- 1.5.3 组织结构40-42
- 第二章 氢等离子钝化多晶硅薄膜的机理及优化研究42-70
- 第一节 引言42-44
- 2.1.1 氢钝化处理42-43
- 2.1.2 氢等离子体与多晶硅薄膜的相互作用43
- 2.1.3 氢钝化处理的物理机制43-44
- 第二节 实验过程44-47
- 2.2.1 氢化前驱物的制备44-45
- 2.2.2 氢化设备及工艺45-46
- 2.2.3 现场观测氢等离子体发射光谱46
- 2.2.4 氢化后薄膜光电性能的表征手段46-47
- 第三节 氢等离子对多晶硅薄膜的钝化作用47-52
- 2.3.1 氢等离子体钝化过程中的OES光谱47-48
- 2.3.2 氢等离子激元对多晶硅薄膜的钝化作用48-51
- 2.3.3 氢等离子体钝化多晶硅薄膜机制的探讨51-52
- 第四节 利用氢等离子钝化机制对氢化条件的优化52-60
- 2.4.1 衬底温度对氢化处理效果的影响52-57
- 2.4.2 RF功率对氢化处理效果的影响57-60
- 第五节 不同类型的多晶硅薄膜与其钝化所需等离子激元的对应关系60-66
- 2.5.1 不同钝化前趋物氢钝化过程中的OES谱60-62
- 2.5.2 氢化作用改善了不同钝化前趋物的电学性能62-63
- 2.5.3 氢化处理降低了不同钝化前趋物的缺陷态密度63-64
- 2.5.4 氢化处理改善了不同钝化前趋物结晶程度64-66
- 2.5.5 不同类型的多晶硅薄膜与其钝化所需等离子激元的对应关系66
- 第六节 利用不同类型的多晶硅薄膜所需等离子激元的对应关系对氢化条件的优化66-68
- 第七节 本章小结68-70
- 第三章 溶液铝诱导晶化技术70-91
- 第一节 引言70-71
- 第二节 铝诱导晶化技术71-78
- 3.2.1 铝诱导晶化技术发展历史71
- 3.2.2 铝诱导层交换晶化机制71-72
- 3.2.3 铝诱导晶化原理72-75
- 3.2.4 铝诱导晶化的晶化质量75-77
- 3.2.5 影响铝诱导晶化过程的主要因素77-78
- 3.2.6 溶液铝诱导晶化法78
- 第三节 实验过程78-80
- 第四节 溶液铝诱导晶化的晶化结果80-84
- 3.4.1 溶液铝诱导源成功晶化非晶硅薄膜80-82
- 3.4.2 溶液浓度的影响82-83
- 3.4.3 前驱物表面状态的影响83-84
- 第五节 溶液铝诱导源晶化机理的探讨84-90
- 3.5.1 溶液种类对晶化结果的影响的启示84-85
- 3.5.2 得到晶化样品表面的XPS测试85-86
- 3.5.3 得到晶化样品表面可能发生的化学反应86-87
- 3.5.4 得到晶化样品剖面的XPS测试87-88
- 3.5.5 溶液法铝诱导晶化的晶化机制88-90
- 第六节 本章小结90-91
- 第四章 氢等离子体铝诱导晶化多晶硅91-105
- 第一节 引言91
- 第二节 实验过程91-93
- 第三节 氢等离子体铝诱导晶化的晶化结果93-98
- 4.3.1 氢等离子体铝诱导晶化成功晶化非晶硅薄膜93-94
- 4.3.2 氢等离子体铝诱导晶化与传统的AIC进行对比94-95
- 4.3.3 不同退火温度的影响95-97
- 4.3.4 不同功率的影响97-98
- 第四节 氢等离子铝诱导晶化的机制探讨98-104
- 4.4.1 氢等离子氛围缩短铝诱导晶化的退火时间的机制探讨98-101
- 4.4.2 氢等离子氛围铝诱导晶化提高电学特性的机制探讨101-104
- 第五节 本章小结104-105
- 第五章 利用碳糊成膜法制备碲化镉薄膜太阳电池背接触105-118
- 第一节 引言105-106
- 第二节 碲化镉太阳电池的关键制备工艺106-112
- 5.2.1 CdTe薄膜太阳电池的背接触106-109
- 5.2.2 CdTe薄膜太阳电池的后退火处理109-110
- 5.2.3 CdS/CdTe界面互扩散110-111
- 5.2.4 碳糊成膜法制备CdTe背接触111-112
- 第三节 实验过程112-114
- 第四节 碳糊成膜制备碲化镉太阳电池背接触工艺性能表征114-117
- 5.4.1 材料特性114-115
- 5.4.2 I-V特性分析115-116
- 5.4.3 器件特性分析116-117
- 第五节 本章小结117-118
- 第六章 结论118-122
- 参考文献122-134
- 致谢134-135
- 个人简历135
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