学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

微晶硅薄膜的制备及其特性研究

作　者: 刘奇明
导　师: 贺德衍
学　校: 兰州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 太阳电池材料微晶硅薄膜微结构光学带隙电学输运特性纳米阵列结构硅基薄膜
分类号: TN304.055
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 94次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

太阳能的开发和利用备受全球关注,硅基太阳电池是目前广为人们使用的光伏转换器件,由于硅基薄膜太阳电池对原材料的消耗少,成本相对低廉,引发了人们对其展开积极的研究。作为硅基薄膜太阳电池的关键材料,如何在低温下高速沉积具有高吸收系数、低缺陷态密度的微晶硅薄膜是目前研究的热点。在本论文中,我们研究了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备微晶硅薄膜过程中,Ar流量和SiH4/H2稀释比对所制备的薄膜的微观结构,光学和电学性能的影响。研究发现：1)稀释气体中Ar的加入有效地提高了沉积速率和晶化率,这是因为Ar的加入增强了源气体分解,而且所形成的激发态Ar*在生长区域的退激发为前驱物形成结晶提供了能量。同时,稀释气体中掺入Ar造成了氢离子轰击的减少,使得制备的微晶硅薄膜光学带隙加宽,缺陷态增多；2)随着Ar流量的增加,薄膜吸收系数和暗电导均明显减小,薄膜的电导激活能随Ar流量的上升或SiH4/H2稀释比的下降而增大,这是由于缺陷态的增加使得费米能级降低造成；3)探讨了一种制备纳米阵列材料的新方法。以静电纺丝网络作为模板,化学腐蚀硅基薄膜以制备具有纳米阵列结构的硅基薄膜太阳电池材料。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-24
  1.1 太阳电池的发展历程  8-14
    1.1.1 晶体Si太阳电池  9-10
    1.1.2 薄膜太阳电池  10-13
    1.1.3 叠层太阳电池  13-14
    1.1.4 染料敏化太阳电池  14
    1.1.5 聚合物太阳电池  14
  1.2 太阳电池的未来展望  14-18
    1.2.1 多结叠层太阳电池  15-16
    1.2.2 纳米结构太阳电池  16-18
  1.3 微晶硅太阳电池研究现状  18-22
    1.3.1 微晶硅薄膜太阳电池中的载流子输运  19-21
    1.3.2 微晶硅薄膜的沉积  21
    1.3.3 微晶硅太阳电池的陷光效应  21-22
  1.4. 本论文的研究内容  22-23
  1.5. 本章小结  23-24
第二章微晶硅薄膜的制备  24-30
  2.1 微晶硅薄膜的制备方法  24-28
  2.2 微晶硅薄膜的PECVD制备  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章 PECVD制备微晶硅薄膜的结构和物性  30-40
  3.1 不同工艺参数下制备的微晶硅的薄膜微结构  30-36
    3.1.1. Raman测量  30-32
    3.1.2. XRD测量  32-34
    3.1.3 FTIR测量  34-36
  3.2 微晶硅薄膜的光学和电学特性  36-38
    3.2.1 微晶硅薄膜的吸收特性  36-37
    3.2.2 薄膜样晶的电学输运特性  37-38
  3.3 源气体成分在微晶硅薄膜制备过程中的作用  38-39
    3.3.1 源气体中氢气的作用  38-39
    3.3.2 源气体中氩气的作用  39
  3.4 本章小结  39-40
第四章纳米结构太阳电池材料研究  40-48
  4.1 纳米结构硅薄膜太阳电池研究现状  40-43
    4.1.1 纳米结构硅薄膜太阳电池的光伏性能  40-41
    4.1.2 高效率纳米结构硅薄膜太阳电池的设计与制备  41-43
  4.2 静电纺丝技术在纳米结构硅薄膜材料制备上的应用  43-47
    4.2.1 静电纺丝制备微纳规则网络模板  43-45
    4.2.2 静电纺丝网络模板的应用探索  45
    4.2.3 实验中遇到的问题  45-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章总结  48-50
  5.1 结论  48
  5.2 工作展望  48-50
参考文献  50-54
在学期间发表的研究论文  54-55
致谢  55

微晶硅薄膜的制备及其特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文