基于CIGS太阳能电池陷光结构的ZnO纳米线阵列制备与性能研究

发布时间：2024-03-05 20:58

　　铜铟镓硒[Cu(In,Ga)Se2,CIGS]薄膜太阳能电池具有光电转换效率高、稳定性高、成本较低、弱光响应性好、无光致衰减效应、可柔性化等诸多优点,一直备受关注,也是目前实现规模化应用的一种最好的薄膜太阳能电池。CIGS薄膜太阳能电池结构中透明导电前电极与光吸收层(n型CdS/p型CIGS层)之间需要一个较高电阻率的缓冲层(i-ZnO层)。ZnO纳米线阵列具有巨大的比表面积、不平整绒面结构、电阻率可调等特点,用ZnO纳米线阵列作为CIGS太阳能电池的缓冲层,可以增大接触面积,加快电子传输,而且纳米线阵列的绒面结构起到陷光作用,增强了电池对太阳光的捕获效率,从而进一步提高电池的光电转换效率。本文探讨了应用于CIGS太阳能电池的ZnO纳米线的制备工艺,通过电化学沉积法在FTO玻璃衬底上制备ZnO纳米线阵列,调节沉积电位、电沉积溶液浓度、沉积时间等工艺参数,研究其对ZnO纳米线阵列形貌与性能的影响,然后依次通过化学水浴沉积CdS层、磁控溅射CIGS层和Mo层获得FTO/ZnO纳米线阵列/CdS/CIGS/Mo结构的太阳能电池,并通过测试Ⅰ-Ⅴ曲线表征电池的光电转换性能。主要研究结果如下:(...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1利用前表面陷光结构改进长波长行进路径tul

?硕士学位论文???既可应用于晶体硅太阳能电池（如图１．２），也适用于薄膜太阳能电池（如图１．３）；研??宄表明，陷光结构的引入大大提高了太阳能电池的短路电流和光电转换效率Ｐ０＂２４］。比如??将ＺｎＯ纳米线阵列结构引入到ＣＩＧＳ电池的窗口层后，窗口层表面积增加，可以接受更??多....

图１．２硅表面几种陷光结构（ａ）随机圆锥形（ｂ）微／纳米金字塔（ｃ）正倒金字塔（ｄ）多孔向上金字塔（ｅ）随机??向上的金字塔⑴随机倒金字塔（ｇ）蜂窝（ｈ）槽［２２］??

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图I.3p-i-n和n-i-P型薄膜太阳能电池典型的构型fin

１．１．３陷光结构应用于太阳能电池的研究现状??太阳能电池是利用半导体的光伏效应或光化学效应将太阳光能直接转换为电能的??器件，在太阳能电池中引入陷光结构是提高光电转换效率的一种重要方法。己商业化的??太阳能电池包括晶体硅太阳能电池（包括单晶硅和多晶硅）和薄膜太阳能电池（如硅基、....

图１．４六方纤锌矿ＺｎＯ的晶胞结构与生长模型示意图??１０??

激子束缚能（６０?ｍｅＶ）、可见光透明、半导体性、压电性等特性。六方纤锌矿结构是??ＺｎＯ在大气环境中的热力学稳定相。其晶体结构可以看作是由Ｚｎ２＋与０２？离子按ｓｐ３杂化??的四面体配位方式，沿ｃ轴交替堆积而成的晶面组成，如图１．４所示，一个典型特性具??有极性和非极性晶面。由....

本文编号：3920037