关于多带隙半导体材料及太阳电池的分析

多带隙半导体是一种理想的半导体材料,它具有两个或两个以上被很窄的能带(或杂质带)分开的带隙.各个带隙有不同的宽度,因此,这种半导体对不同波长的光都有很好的吸收.A.Luque等提出了以这种半导体所构成的多带隙太阳电池模型,M.Green估算其理想转换效率上限高达86.8%.本文对这种电池的模型进行了分析,并提出了实现多带隙半导体材料和多带隙太阳电池的途径.     

CdS薄膜的制备及其性能

采用化学池沉积(CBD)法,在三种衬底(玻片、ITO玻片、SnO2玻片)上沉积CdS薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、透射光谱、X射线衍射(XRD)和微电流高阻计等方法对沉积膜进行了测试分析,计算出CdS薄膜的能隙宽度和电导激活能,阐述了CBD法中CdS薄膜的生长沉积机制以及不同衬底对沉积效果的影响.结果表明:不同衬底的成膜效果差异较大,其中以SnO2玻片效果最佳.     

镍背电极合金化的硅光电池

在n~ -p-Si结构的背面,用NaBH_4作还原剂,镀上镍电极,然后进行合金化处理制成的电池,开路电压显著增加,短路电流、I—V特性和长波响应得到改善。此外,与未合金化的电池相比,它具有较小的复合电流、串联电阻和开路电压温度系数。因此,该电池明显地表现出背电场特征。     

不同沉积条件下ZnTe与ZnTe:Cu复合背接触层对CdTe太阳电池性能的影响

制备高效的CdTe太阳电池,改善电池的背接触特性是一关键技术。背接触层中掺Cu能够得到性能良好的电池,但Cu在CdTe中进一步扩散,会形成缺陷,造成CdTe太阳电池性能不稳定。因此,有必要系统研究Cu原子在薄膜中的存在状态,进而有效控制Cu的浓度;另一方面,要获得良好的背接触层,必须制备出结构致密的ZnTe与ZnTe:Cu多晶薄膜。研究了衬底温度及沉积速率的变化对ZnTe:Cu薄膜质量及电池性能的影响。在常温下沉积ZnTe后,提高衬底温度沉积ZnTe:Cu对太阳能电池的影响明显,得到了转化效率达10.28%的电池。     

近空间升华沉积CdTe多晶薄膜过程的研究

研究了近空间升华（CSS）沉积CdTe多晶薄膜的物理机制,测量了近空间沉积装置内的温度分布,分析了升温过程、气压与薄膜的初期成核的关系,优化了升温过程,在此基础上制备出了转换效率优良的结构为SnO2：F／CdS／CdTe／Au的串联集成太阳电池。同时结果表明：近空间升华制备TdTe多晶薄膜的物理过程主要是,Cd代升华前升温,Cd代源升华分解为Cd、Te2, Cd、Te2在衬底上化合沉积以及衬底上的CdTe反升华等过程。在正常的近空间升华过程中,CdTe的蒸汽压远小于保护气体的气压。后者对对成核的晶粒方向几乎没有影响,但它通过改变分子平均自由程来影响Cd、Te2分子的扩散,从而影响薄膜的生长速率。     

具有复合背接触层的 CdTe多晶薄膜太阳电池

为了提高CdTe太阳电池的背接触性能,用共蒸发法制备了ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe多晶薄膜。研究结果表明：Cd1-xZnxTe多晶薄膜的能隙与锌含量呈二次方关系,ZnTe：Cu多晶薄膜能隙随着掺Cu浓度的增加而减小。分别用ZnTe／ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe／ZnTe:Cu复合膜作为背接触层,既能修饰异质结界面,改善电池的能带结构,又能防止Cu原子向电池内部扩散。因此获得了面积0．502cm^2,转换效率为13．38％的CdTe多晶薄膜太阳电池。     

Br2-甲醇蚀刻对CdTe太阳电池性能的影响

在镀上金属电极前,对CdTe表面进行化学蚀刻是制备高效率碲化镉薄膜太阳电池的关键技术之一.本实验用Br2-甲醇对热处理后的CdTe薄膜进行蚀刻,并利用XRD、AFM研究其结构、成分和形貌.结果表明:蚀刻后的CdTe薄膜获得一银灰色的光洁表面,并发现CdTe薄膜表面产生一富Te层,蚀刻厚度达到1μm获得性能最好的太阳电池.用Br2-甲醇蚀刻后的CdTe薄膜,采用ZnTe/ZdTe:Cu复合层作为背接触层的过度层,已获得了转换效率为13.38%的太阳电池.     

近空间升华法氧气氛下CdTe源的性能

在用近空间升华法制备CdTe多晶薄膜时,由于CdTe源在有O2的环境下多次使用,造成了源表面氧化,进而失效,严重影响所沉积的CdTe多晶薄膜性能.文中研究了多次使用后CdTe源结构形貌、成分等性能.结果表明:多次使用后的CdTe源表面有变黄的趋势,源表面有CdO粉末的存在,经H2在一定条件的高温还原,可以去除表面的氧化物,为源的重复使用奠定基础.     

Cr2O3涂层对Al2O3绝缘瓷二次电子发射特性的影响

用Cr2O3涂复α－Al2O3绝缘瓷表面,并经热退火处理,观测了它们的二次电子发射系数,SEM,XRD,XPS和EELS,发现样品在退火后,涂层元素扩散进了Al2O3陶瓷基底,生成了新相;根据XPS和EELS的分析结果,表明层能隙减少,能隙中的缺陷态,要质态及表面态增加,提供了更多可能的复合中心和陷阱中心,有利于非平衡载流子的散射跃迁,从而大大耗散能量,减少二次电子发射。     

气相CdCl2退火对CdTe多晶薄膜性能的影响

利用近空间升华法在Ar O2气氛下沉积了CdTe多晶薄膜,并在气相CdCl2氛围下进行了不同温度的退火,对样品进行了厚度、XRD、SEM、透过谱,σ-T等性能测试,结果表明:退火后CdTe多晶薄膜在(111)面上仍具有择优取向,退火能使晶界钝化,增加再结晶并促进晶粒长大;但对薄膜的透过率没有影响,退火后,暗电导(σdark)增加,电导激活能(Ea)减少.得到了最优化的退火条件.