学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

作为太阳能电池前电极的氧化锌掺铝绒面结构

作　者: 王倩
导　师: 叶志镇; 吕建国; 夏申江
学　校: 浙江大学
专　业: 材料工程
关键词: 直流磁控溅射 薄膜太阳能电池 绒面 AZO薄膜
分类号: TN304.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 134次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文利用直流磁控溅射技术研究了应用于硅基薄膜太阳能电池前电极上的掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜的制备和性能表征。主要完成了以下两方面的工作：利用掺杂Al 4at.%的Zn-Al合金靶为靶材,首先在玻璃衬底上制备平面AZO透明导电薄膜。通过变换工艺参数,研究了衬底温度、氧分压和溅射功率等工艺条件对AZO薄膜的电学、光学以及结构性能的影响。在实验和分析的基础上确定了制备平面AZO薄膜的最优化工艺条件,即本底真空度为5.0×10-4pa,工作气压为0.5Pa,衬底温度为400℃,溅射功率为150W,氩氧比为100比6。溅射时间为10min时,制得的薄膜厚度为865nm,电阻率为8.35×10-4Ω·cm,霍尔迁移率为20.7cm2/V·s,载流子浓度为3.59×1020cm-3,可见光范围平均透过率大于90%。制得的薄膜具有高的可见光透过率和低的电阻率,为接下来在器件中的应用打好了基础。本论文采用先生长平面AZO薄膜后湿化学腐蚀的办法制备AZO绒面结构。研究了衬底温度、溅射功率、工作压力、氩氧比、腐蚀溶液种类以及腐蚀时间对绒面AZO薄膜表面形貌的影响。结果表明：随着衬底温度的增加,工作压力的降低,薄膜的绒面效果得到明显改善。在实验和分析的基础上确定了制备绒面AZO薄膜的最优化工艺条件：衬底温度为400℃,工作压力为0.5Pa,腐蚀溶液为浓度0.5%的稀盐酸溶液,腐蚀时间为15s。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 太阳能电池  10-14
    1.1.1 太阳能电池的重大意义  10-11
    1.1.2 太阳能电池的工作原理  11
    1.1.3 薄膜太阳能电池的发展现状  11-12
    1.1.4 薄膜太阳能电池的优势和面临的挑战  12-14
  1.2 AZO透明导电薄膜  14-19
    1.2.1 ZnO材料简介  14-16
    1.2.2 透明导电薄膜在薄膜太阳能电池中的应用  16-18
    1.2.3 ZnO多层结构透明导电薄膜  18-19
  1.3 绒面AZO薄膜  19-21
    1.3.1 绒面薄膜在电池中的作用  19-20
    1.3.2 绒面AZO薄膜的制备方法  20-21
  1.4 本文的立题思路  21-24
第二章 实验设备及原理、薄膜制备过程及性能表征  24-32
  2.1 实验设备及原理  24-28
    2.1.1 实验设备  24-25
    2.1.2 磁控溅射原理  25-28
  2.2 薄膜的制备过程  28-30
    2.2.1 靶材的制备  28-29
    2.2.2 衬底及其清洗  29
    2.2.3 平面薄膜的制备过程  29-30
    2.2.4 制绒过程  30
  2.3 性能评价手段  30-32
第三章 平面AZO透明导电薄膜的性能研究  32-48
  3.1 衬底温度对AZO薄膜性能的影响  32-40
    3.1.1 XRD分析  32-34
    3.1.2 SEM分析  34-35
    3.1.3 霍尔测试分析  35-37
    3.1.4 紫外-可见-红外分光光度计测试分析  37-39
    3.1.5 性能指数  39-40
  3.2 氧分压对AZO薄膜性能的影响  40-45
    3.2.1 XRD分析  40-41
    3.2.2 霍尔测试分析  41-43
    3.2.3 紫外-可见-红外分光光度计测试分析  43-44
    3.2.4 性能指数  44-45
  3.3 溅射功率对AZO薄膜性能的影响  45-47
    3.3.1 XRD分析  45-46
    3.3.2 霍尔测试分析  46-47
  3.4 本章小结  47-48
第四章 绒面AZO透明导电薄膜的性能研究  48-60
  4.1 各工艺参数对薄膜绒面结构的影响  48-52
    4.1.1 氧流量对腐蚀后薄膜表面形貌的影响  48-49
    4.1.2 衬底温度对腐蚀后薄膜表面形貌的影响  49-50
    4.1.3 工作气压对腐蚀后薄膜表面形貌的影响  50-51
    4.1.4 溅射功率对腐蚀后薄膜表面形貌的影响  51
    4.1.5 小结  51-52
  4.2 盐酸制得的绒面结构的性能分析  52-56
    4.2.1 SEM测试分析  52-53
    4.2.2 AFM测试分析  53
    4.2.3 XRD测试分析  53-54
    4.2.4 霍尔测试分析  54
    4.2.5 分光光度计测试分析  54-56
    4.2.6 小结  56
  4.3 其他溶液制得的绒面结构的性能分析  56-60
    4.3.1 SEM测试分析  56-57
    4.3.2 AFM测试分析  57-58
    4.3.3 霍尔测试分析  58
    4.3.4 分光光度计测试分析  58-59
    4.3.5 小结  59-60
第五章 结论  60-62
参考文献  62-68
致谢  68-70
个人简历  70-72
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果  72

相似论文

  1. 磁控溅射制备CIGS薄膜太阳能电池的研究,TM914.4
  2. 绒面掺铝氧化锌透明导电薄膜的制备与表征,TB383
  3. ZnO和AZO薄膜的制备及特性研究,O484.1
  4. 基于二氧化钒相变的二维可调带隙光子晶体,O734
  5. 原子层沉积制备Al掺杂ZnO薄膜的结构与性能研究,TB43
  6. 用于非晶硅薄膜太阳能电池的AZO薄膜研究,TM914.42
  7. 非晶硅／晶硅异质结太阳能电池制备技术的研究,TM914.4
  8. Al掺杂浓度、衬底和退火时间对ZnO薄膜特性的影响,O484.4
  9. AZ91D镁合金表面耐蚀膜层的工艺及性能,TG174.44
  10. Al、H共掺杂ZnO透明导电薄膜的研究,TB383.2
  11. PMMA介质层铟锌氧化物薄膜晶体管的制备与研究,TN321.5
  12. ZnO/metal/ZnO结构透明导电薄膜的研究,TM24
  13. 单晶硅太阳电池扩散工艺和绒面制备的研究,TM914.4
  14. 单晶硅太阳能电池表面制绒新方法研究,TM914.4
  15. AZO薄膜表面织构机理和表面织构均匀性的研究,O484.1
  16. 磁控溅射法制备YBCO原子层热电堆薄膜研究,O484.1
  17. SiO_2基体上直流磁控溅射LaB_6/ITO复合薄膜的性能研究,TB383.2
  18. 缓冲层在提高透明导电膜性能方面的实验与理论研究,TN304.055
  19. AZO透明导电薄膜的制备及其作为GaN基蓝光LED电流扩展层的应用,O484.1
  20. AZO薄膜的制备和性能研究及其在CIGS太阳能电池中的应用,TM914.42
  21. Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备及性能研究,TM24

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 材料 > 化合物半导体 > 氧化物半导体
© 2012 www.xueweilunwen.com