PIN型非晶硅太阳能电池ZnO：Al/Al复合背反射电极的研究

论文摘要

非晶硅太阳能电池目前主要存在的问题,一是转换效率低,二是稳定性不好。ZnO:Al/Al复合背反射电极的应用可以增加光在电池i层的光程,从而增加了i层对光的吸收,提高了电池的效率。此外,增加了ZnO:Al/Al复合背反射电极后在同样的效率下可以减薄i层,增加电池的稳定性。对ZnO:Al/Al复合背反射电极的研究主要集中在电池n层和ZnO:Al薄膜的匹配。本论文对电池的n层沉积条件和ZnO:Al薄膜的磁控溅射条件进行了研究,目的就是找出电池N层和ZnO:Al薄膜的最佳匹配条件。对于电池N层的研究,试验中固定了ZnO:Al薄膜的磁控溅射条件,研究不同n层沉积条件下制得的电池在增加ZnO:Al/Al复合背反射电极后电池性能的改变,最终得出电池在沉积温度为190℃,沉积时间为40分钟,硅烷浓度为0.75%SC时得到的电池性能最好。对于ZnO:Al薄膜的研究,试验中固定电池的沉积条件,研究不同的溅射条件下制得的ZnO:Al薄膜用在电池上对电池性能的影响,来确定ZnO:Al薄膜的最佳溅射条件。试验最终得出最佳的磁控溅射条件:小车运行次数为7次、溅射氩气和氧气的流量比为18:2.5、溅射靶距为5 cm、溅射反应压力为3.5 mtorr时制得的ZnO:Al薄膜和电池N层的匹配最好。本论文还对ZnO:Al/Al复合背反射电极应用在天津市津能电池科技有限公司生产的电池上的溅射条件进行了研究。找出了最佳的溅射条件,使得电池的性能得到很好的改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 光伏产业发展的现状
• 1-2 非晶硅薄膜太阳电池
• 1-2-1 非晶硅太阳电池的特点及发展
• 1-2-2 非晶太阳电池存在的问题和解决方法
• 1-3 氧化锌铝（ZnO:Al）薄膜
• 1-3-1 氧化锌铝薄膜的结构特性
• 1-3-2 氧化锌铝薄膜的电学性能
• 1-3-3 氧化锌铝薄膜的光学性能
• 1-3-4 ZnO 薄膜的制备方法
• 1-4 本论文研究的主要内容
• 第二章 理论基础和实验方法
• 2-1 理论基础
• 2-1-1 太阳能电池工作原理
• 2-1-2 太阳能电池的特征参数
• 2-1-3 薄膜电池的陷光作用
• 2-1-4 薄膜太阳能电池的背反射电极
• 2-2 实验介绍
• 2-2-1 PECVD 原理
• 2-2-2 非晶硅电池的实验设备及过程
• 2-2-3 薄膜的制备方法和设备
• 2-3 试验用到的测试方法和设备
• 2-3-1 用模拟器测试薄膜太阳能电池的光电转化效率
• 2-3-2 用椭偏仪测试薄膜厚度
• 2-3-3 用分光光度计测试薄膜透过率和反射率
• 第三章 n 层的沉积条件对电池性能的影响
• 3-1 n 层的沉积时间对电池性能的影响
• 3-2 n 层的沉积温度对电池性能的影响
• 3-3 n 层硅烷浓度的变化对电池性能的影响
• 3-4 小结
• 第四章 磁控溅射条件对电池性能的影响
• 4-1 溅射ZnO:Al 薄膜的厚度对电池的影响
• 4-2 磁控溅射氧氩比对电池的影响
• 4-3 溅射反应压力对电池性能的影响
• 4-4 溅射靶距对电池的影响
• 4-5 小结
• 第五章 磁控溅射条件对津能电池的影响
• 5-1 溅射压力对津能电池的影响
• 5-2 溅射靶距对津能电池的影响
• 5-3 溅射ZnO:Al 的厚度对津能电池的影响
• 5-4 溅射氧氩比对津能电池性能的影响
• 5-5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢