《zntezntecu多晶薄膜及其在cdte太阳电池中的应用研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《zntezntecu多晶薄膜及其在cdte太阳电池中的应用研究（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川大学 硕士学位论文 ZnTe(ZnTe:Cu)多昌薄膜及其在CdTe太阳电池中的应用研究 姓名：蔡道林 申请学位级别：硕士 专业：凝聚态物理 指导教师：郑家贵 20030501 Z n T e ( Z n T e ：C u ) 多晶薄膜及其在 C d T e 太阳电池中的应用研究 凝聚态物理专业 研究生蔡道林指导教师郑家贵教授 C d T e C d S 太阳电池是公认的高效、廉价、稳定的薄膜太阳电池，而且易于 大规模生产，因而成为近来光伏研究的热点。然而p - C d T e 与背电极的欧姆接触 是制备高效C d T e 电池的关键之一。本论文目的在于研究Z n T e ( Z n T
2、e ：C u ) 多晶薄 膜的制备和性质，并把Z n T e Z n T e ：C u 多晶薄膜作为复合背接触层应用于C d T e 和背金属电极之间以获得欧姆接触和高效C d T e 太阳电池。 研究了共蒸发法制备的Z n T e ( Z n T e ：C U ) 多晶薄膜的结构、光学、电学性质 随掺铜浓度、退火温度的变化。刚沉积的Z n T e ( Z n T e ：C u ) 薄膜的晶相结构取决 于薄膜中的掺铜浓度，未掺铜和低掺铜( 2 9 8 ) 的薄膜为立方相，重掺铜( 9 9 ) 出现六方相和立方相的混合相。退火会使晶相结构发生变化。Z n T e ( Z n T e ：C u )
3、 薄膜的形貌依赖于掺铜浓度和退火温度。N ：保护下快速升温退火可以提高薄膜 的掺铜效果、导电率和晶粒尺寸。 研究了把Z n T e Z n T e ：C u 作为复合背接触层对C d T e 太阳电池性能的改善。 复合背接触层能消除C d T e 的r o l l - o v e r 现象。着重研究了复合层中本征层厚度、 掺铜浓度和后处理温度对太阳电池性能的影响。结果表明在同等工艺条件下复 合背接触层能改善背接触，且能较大幅度提高C d T e 太阳电池的转换效率。用 Z n T e t Z n T e ：C u 作为复合背接触层获得了填充因子为7 3 1 4 ，转换效率为1 2 9 3 的小
4、面积电池。 关键词：Z n T e t Z n T e ：C u ) 多晶薄膜：复合背接触层；C d T e 太阳电池 S t u d yo f Z n T e ( Z n T e ：C u ) P o l y c r y s t a l l i n e F i l m s a n dI t sA p p l i c a t i o ni nt h eC d T eS o l a rC e l l ， S p e c i a l i t yC o n d e n s e dp h ) 7 s i c s P o s t g r a d u a t eC a i D a o l i nT u t
5、 o rZ h e n g J i a g u i C d T e C d Ss o l a rc e l li s a c c e p t e da s ah i g he f f i c i e n c y , l o w - c o s t ，s t a b l e ，a n d a d v a n t a g e f o r l a r g e s c a l em a n u f a c t u r e ，i tr e c e n t l y b e c o m e st h ef o c u si nt h e p h o t o v o l t a i cf i l e d B
6、u tt h ek e yp r o b l e m t of a b r i c a t eC d T es o l a rc e l l si st of o r mas t a b l eo h m c o n t a c tt o p - C d T ew i t hb a c ke l e c t r o d e T h ei n t e n t i o no ft h ep a p e ri st os t u d yt h e d e p o s i t i o na n dp r o p e r t i e so fZ n T e ( Z n T e ：C u ) p o l
7、y c r y s t a l l i n et h i nf i l m sa n dt oa p p l y Z n T e ( Z n T e ：C u ) a sac o m p l e xb a c kc o n t a c tl a y e rb e t w e e nC d T ea n dm e t a le l e c t r o d e t oo b t a i no h mc o n t a c ta n d h i g he f f i c i e n c yC d T e s o l a rc e l l s T h e c h a n g e so f t h es
8、 t r u c t u r e ，o p t i c a la n de l e c t r i c a lp r o p e r t i e so fZ n T e ( Z n T e ：C u ) p o l y c r y s t a l l i n e t h i nf i l m s d e p o s i t e db yC O - e v a p o r a t i o nw i t hc o o p e rc o n c e n t r a t i o n a n da n n e a l i n gt e m p e r a t u r eh a v eb e e ns y
9、 s t e m a t i c a l l ys t u d i e d T h ec r y s t a lp h a s eo f a s - d e p o s i t e dZ n T e ( Z n T e ：C u lf i l m sd e p e n d so nt h eC uc o n c e n t r a t i o ni nZ n T e Z n T e f i l m sw i t h a n d o p e dC ua n dl o wC ud o p e d ( 2 9 8 ) s h o wc u b i cp h a s e sw i t h p r e
10、f e r r e do r i e n t a t i o no f ( 1 1 1 ) H e a v i l yC u - d o p e df i l m se x h i b i tam i x t u r eo fc u b i c a n dh e x a g o n a lp h a s e s P h a s et r a n s i t i o nt a k e sp l a c ei nt h ea n n e a l i n gp r o c e s s T h e m o r p h o l o g y o fZ n T e ：C ui sa l s oC uc o
11、n c e n t r a t i o na n d a n n e a l i n gt e m p e r a t u r e d e p e n d e n t T h eC ud o p i n ge f f i c i e n c y , t h ec o n d u c t i v i t ya n dt h eg r a i ns i z eo f t h ef i l m s c o u l db eg r e a t l yi m p r o v e da f t e ra n n e a l i n gi naN 2e n v i r o n m e n t 诵t l lf
12、 a s tr e a c h i n g h i g h e rt e m p e r a t u r e T h a tZ n T e Z n T e ：C u l a y e r u s e da sa c o m p l e x b a c kc o n t a c t i m p r o v e st h e p e r f o r m a n c eo f C d r es o l a rc e i l sh a sb e e ns t u d i e d C d T es o l a rc e l l sw i t ht h ec o m p l e x b a c kc o n
13、 t a c t sd on o th a v er o l l - o v e r E f f e c t so fu n - d o p e _ dl a y e rt h i c k n e s s ，d o p e d c o n c e n t r a t i o na n dp o s t d e p o s i t i o na n n e a l i n gt e m p e r a t u r eo ft h ec o m p l e xl a y e ro n s o l a rc e l l sp e r f o r m a n c eh a v eb e 吼s t u
14、d i e s T h er e s u l t ss h o wt h a tZ n T e Z n T e ：C u l a y e rc a l li m p r o v eb a c kc o n t a c t sa n dl a r g e l yi n c r e a s et h ec o n v e r s i o ne f f i c i e n c yo f C d T es o l a rc e l l su n d e rt h es a m et e c h n i c a lc o n d i t i o n U s i n gt h ec o m p l e x
15、b a c kc o n t a c t ， as m a l lC d T ec e l lo f7 3 1 4 f i l lf a c t o ra n d1 2 9 3 c o n v e r s i o ne f f i c i e n c yh a sb e e n o b t a i n e d K e y w o r d s ：Z n T e ( Z n T e ：C u ) p o l y c r y s t a l l i n ef i l m s ，c o m p l e x b a c k c o n t a c t ， C d l l eS O 】a t c e l
16、】 四川大学硕士学位论文 1 引言 全球环境污染已经成为一个越来越严重的问题。其中对环境破坏最大的 是人类每天的能源消耗。加之世界范围内对能源的不断器求，常规能源，例如 化石燃料将于不久的将来会枯竭。因此，我们必须发展和采用替代能源，其中 太阳能由于资源丰富，无污染等优点成为各个国家的首选。 太阳能是一种辐射能，是最洁净最可靠的可再生能源之一。太阳是一座 聚合核反应器，发射功率为3 8 i 0 “W ，地球一年接受太阳的总能源为1 8 i 0 “K W H ，仅为太阳辐射总能量的2 0 亿分之一，却是人类消耗能源的1 2 万倍 1 。因此，合理利用好太阳能源将是人类解决能源问题的一个长治久安的策 略。光伏发电作为规模利用太阳能的主要手段，具有重要意义。 光伏发电是一种把太阳光直接转化成电能的高技术手段。太阳电池是 种把光能直接转化成电能的半导体器件。自从贝尔实验室于1 9 5 4 年研制出第 一个实用的单晶硅太阳电池以来 2 ，各种半导体材料太阳电池相继
