MOCVD法制备BZO-TCO的工艺与性能及其在太阳电池中的应用研究

发布时间：2017-08-26 07:42

  本文关键词：MOCVD法制备BZO-TCO的工艺与性能及其在太阳电池中的应用研究

  更多相关文章： 金属有机物化学气相沉积 硼掺杂氧化锌 二氧化硅增透膜 薄膜太阳电池 外部量子效率

【摘要】：透明导电氧化物(TCO)薄膜是硅基太阳电池的重要组成部分,硼掺杂的ZnO(ZnO:B,BZO)透明导电氧化物薄膜凭借良好的电学性能和较好的“陷光”能力,成为目前研究的热点。因此,制备出高质量的BZO薄膜对提高太阳电池的性能具有重要意义。本文采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术沉积性能良好的BZO薄膜,并将其应用于异质结(SHJ)太阳电池和p-i-n型单结非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳电池。获得的主要研究结果如下:(1)利用MOCVD技术在玻璃衬底上沉积了BZO薄膜,研究了掺杂流量和沉积时间对BZO薄膜结构、形貌和光电性能的影响,找到了制备光电性能良好且表面形貌为“金字塔”状的BZO薄膜的优化工艺。(2)在TMAH湿法制绒的硅衬底上沉积了BZO薄膜,构成SHJ电池的新型衬底。结果表明,BZO薄膜的加入降低了衬底的光学反射率,提高了衬底对近红外波段入射光的光吸收能力。将优化工艺条件下制备的光电性能良好的新型衬底作为SHJ电池的背电极,发现SHJ电池对近红外波段入射光的光响应能力提高,电池的外部量子效率(EQE)提高了11%。(3)将BZO薄膜与SiO2增透膜结合,构成SiO2增透膜/玻璃/BZO新型结构并作为前电极应用于p-i-n型单结a-Si:H电池。结果表明,SiO2增透膜呈现非晶结构,表面主要由团聚状的颗粒构成,光学折射率系数为1.28,最高的光学透过率为95.5%;SiO2增透膜通过干涉消光作用降低了增透膜/空气界面之间的光反射损失,提高了新型结构的光学透过率和“陷光”能力。相比于传统结构的前电极,电池的EQE提高了4%,转换效率(η)提高了4%,达到10.24%。
【关键词】：金属有机物化学气相沉积 硼掺杂氧化锌 二氧化硅增透膜 薄膜太阳电池 外部量子效率
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 引言10-13
• 1.2 ZnO-TCO薄膜的研究进展13-21
• 1.2.1 ZnO薄膜的基本性质13-14
• 1.2.2 ZnO薄膜的制备方法14-16
• 1.2.3 ZnO-TCO的研究现状及发展趋势16-21
• 1.3 本文主要研究内容21-24
• 第二章 实验方案及性能表征方法24-32
• 2.1 实验方案24
• 2.2 BZO薄膜的制备24-25
• 2.2.1 金属有机化学气相沉积法25
• 2.2.2 实验设备25
• 2.3 性能表征方法25-32
• 2.3.1 ZnO薄膜性能的表征方法25-29
• 2.3.2 硅基薄膜太阳电池性能的表征方法29-32
• 第三章 BZO薄膜的制备工艺与性能研究及其在硅异质结太阳电池中的应用32-46
• 3.1 实验过程32-33
• 3.2 BZO薄膜的制备工艺与性能研究33-38
• 3.2.1 BZO薄膜的结构和形貌33-35
• 3.2.2 BZO薄膜的光学透过率35-37
• 3.2.3 BZO薄膜的电学性能37-38
• 3.3 BZO薄膜对硅异质结电池衬底光反射损失的影响38-42
• 3.3.1 硅异质结电池衬底沉积BZO薄膜的表面形貌38-41
• 3.3.2 硅异质结电池衬底沉积BZO薄膜的光学性能41-42
• 3.4 BZO薄膜在硅异质结电池中的应用42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 BZO薄膜结合SiO_2增透膜及其在非晶硅薄膜太阳电池中的应用46-56
• 4.1 实验过程46-47
• 4.2 SiO_2增透膜的形貌，，结构和光学性能47-50
• 4.2.1 SiO_2增透膜的形貌和结构47-48
• 4.2.2 SiO_2增透膜的光学性能48-50
• 4.3 SiO_2增透膜/Glass/BZO的光学性能50-53
• 4.4 SiO_2增透膜/Glass/BZO在非晶硅薄膜电池中的应用53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果64-66
• 致谢66-67

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