论文摘要
寻找廉价、可再生的新型清洁能源己成为当前人类面临的迫切课题。CIS/CIGS薄膜太阳电池以其廉价、高效、性能稳定等优点,成为当今光伏界乃至新能源开发领域的研究热点之一。Mo薄膜作为CIS/CIGS薄膜太阳电池的背接触,其性能的好坏会直接影响到吸收层CIGS薄膜的形核、生长以及表面形貌,进而对电池性能也会产生重要影响。目前国内还很少有人对背接触Mo薄膜进行研究。本论文主要是利用直流脉冲磁控溅射方法在普通钠钙玻璃衬底上制备太阳电池背接触Mo薄膜的研究。通过台阶仪、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、四探针电阻仪、紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜进行表征,分析了Ar气压强、脉冲功率、靶基距等工艺参数对Mo薄膜生长特性、结构、表面粗糙度以及光电性能的影响,并对不同厚度Mo薄膜的特性进行了研究。研究结果表明,在低的Ar气压强和高的脉冲功率下沉积的Mo薄膜晶粒尺寸较大,结晶质量较好,表面粗糙度Ra在10nm以下,薄膜在（110）方向上择优取向,电阻率较低（10～20μ?·cm）,波长190～850nm范围内的平均反射率较大（58～65%）,薄膜具有优良的光电性能;Ar气压强的增大或脉冲功率的减小都将导致薄膜的晶粒尺寸减小,薄膜结晶质量变差,结构疏松,从而降低薄膜的光电性能。靶基距为110mm时薄膜具有最低的电阻率和最高的光反射率,靶基距过大或过小都会对薄膜的光电性能产生不利影响。随着薄膜厚度的增加,Mo薄膜（110）衍射峰逐渐增强,晶粒长大,薄膜电阻率减小,平均反射率先增大后缓慢下降。薄膜厚度为35.9nm时,波长300～850nm范围内的平均反射率最大,为69.11%;当厚度为3258.9nm时,薄膜电阻率最低,为12.15μ?·cm。最后,根据实验室现有条件,对下一步要进行的工作和需要解决的问题进行了展望。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 太阳电池工作原理及发展现状1.1.1 太阳电池工作原理1.1.2 太阳电池发展现状1.1.3 太阳电池的应用1.2 CIS/CIGS 薄膜太阳电池及其背接触Mo 薄膜1.2.1 CIS/CIGS 薄膜太阳电池1.2.2 太阳电池背接触Mo 薄膜1.3 背接触Mo 薄膜的制备方法1.3.1 光化学气相沉积1.3.2 等离子体增强化学气相沉积1.3.3 电子束蒸发1.3.4 溅射沉积法（SD）1.4 本论文的研究目的及研究内容第二章 直流脉冲磁控溅射系统及Mo 薄膜的制备与表征2.1 引言2.2 直流脉冲磁控溅射系统简介2.2.1 直流脉冲电源工作原理及特点2.2.2 直流脉冲磁控溅射系统及技术特点2.3 背接触Mo 薄膜的制备2.3.1 玻璃衬底的清洗2.3.2 Mo 薄膜的制备工艺流程2.4 背接触Mo 薄膜表征所使用的测试技术2.4.1 薄膜厚度及表面粗糙度表征2.4.2 薄膜光学性能表征2.4.3 薄膜电学性能表征2.4.4 X 射线衍射（XRD）分析2.4.5 扫描电镜（SEM）分析本章小结第三章 工艺参数对Mo 薄膜结构及性能影响的研究3.1 引言3.2 Ar 气压强对Mo 薄膜结构及性能的影响3.2.1 实验条件3.2.2 Ar 气压强对Mo 薄膜沉积速率的影响3.2.3 薄膜结构及应力分析3.2.4 Ar 气压强对Mo 薄膜表面粗糙度的影响3.2.5 Ar 气压强对薄膜电学性能的影响3.2.6 薄膜的紫外-可见光反射光谱3.3 脉冲功率对Mo 薄膜结构及性能的影响3.3.1 实验条件3.3.2 沉积速率与脉冲功率的关系3.3.3 XRD 分析3.3.4 脉冲功率对Mo 薄膜表面粗糙度的影响3.3.5 薄膜电学性能分析3.3.6 薄膜的紫外-可见光反射光谱3.4 靶基距对Mo 薄膜结构及性能的影响3.4.1 实验条件3.4.2 靶基距对薄膜沉积速率的影响3.4.3 XRD 分析3.4.4 靶基距对Mo 薄膜表面粗糙度的影响3.4.5 薄膜电学性能分析3.4.6 薄膜紫外-可见光反射光谱本章小结第四章 薄膜厚度对背接触Mo 薄膜结构形貌及光电性能的影响4.1 引言4.2 实验条件4.3 结果和讨论4.3.1 沉积时间对薄膜厚度及沉积速率的影响4.3.2 XRD 分析4.3.3 薄膜表面形貌分析4.3.4 薄膜电学性能分析4.3.5 薄膜光学性能分析本章小结第五章 结论及未来工作展望参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
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