氩氧气氛下沉积的CdTe薄膜及太阳电池的性质

研究了在氩氧气氛下近空间升华沉积CdTe的技术.发展了在表面十分平整的玻璃衬底上沉积优质CdTe薄膜的方法,对比了在玻璃衬底和CdS薄膜上CdTe薄膜的结构特征.通过研究氧分压对CdTe薄膜择优取向的影响,证实了在恰当的近空间升华沉积过程中,两种衬底上的CdTe薄膜具有相同的结构.研究了玻璃衬底上CdTe薄膜的电学与光学性质,观察了后处理对上述薄膜性质的影响,并研制出了效率达13.38%的小面积CdTe薄膜太阳电池.     

大面积CdTe多晶薄膜的制备及其性能

通过研究大面积CdTe多晶薄膜沉积的升温过程,并调节石墨群边改进加热灯管的分布获得了较均匀的温场,在混合氩氧气氛下,用自行设计制造的近空间升华系统制备出了面积为300 mm×400 mm的大面积CdTe多晶薄膜,利用XRD、SEM研究其结构、成分和形貌,结果表明:CdTe薄膜呈(111)择优取向,且薄膜总体致密均匀,晶粒大小约为1 μm左右.用此大面积CdTe薄膜的不同部分制备的CdS/CdTe/ZnTe:Cu小面积太阳电池效率相差不大,说明薄膜的均匀性较好.     

ZnTe Cu薄膜的制备及其性能

用共蒸发法在室温下沉积了 Zn Te∶ Cu多晶薄膜 .刚沉积的不掺 Cu的薄膜呈立方相 ,适度掺 Cu时为立方相和六方相的混合相 .随着 Cu含量的增加 ,六方相增加 ,光能隙减小 .根据暗电导温度关系 ,结合 XRD和 DSC的结果 ,认为在 110℃、170℃开始出现类 Cu Te、类 Cu2 Te相以及 Cu0、Cu+离解的结果导致电导温度关系异常 ,应用这种薄膜作为背接触层获得了转换效率为 11.6 % ,面积为 0 .5 2 cm2 的 Cd S/Cd Te/Zn Te∶ Cu太阳电池     

碲化锌复合背接触层对碲化镉太阳电池性能的影响

碲化镉太阳电池的流行结构为n-CdS/p-CdTe。通过对其能带结构的分析。采用ZnTe:Cu作背接触层。再在p-CdTe和ZnTe;Cu之间引入不掺杂的ZnTe作过渡层,以改进这种电池的结特性和载流子收集,从实验上对三种结构的CdTe太阳电池进行了对比研究。结果表明复合的ZnTe/ZnTe:Cu背接触层。的确能大幅度提高CdTe太阳电池的转换效率。这种结构的电池经电子205计量站测试转换效率已达11.6%。     

近空间升华沉积CdTe薄膜的微结构和PL谱

用近空间升华法在CdS薄膜上沉积了CdTe薄膜.研究了在两种保护气氛下所沉积的多晶CdTe薄膜在后处理后的微结构、表面形貌及光致发光(PL)谱,并研究了CdTe表面和CdS/CdTe界面的PL谱的区别,根据薄膜的微结构对碲化镉在太阳电池中的应用进行了讨论.     

CdTe/CdS太阳电池光照和电子辐照研究

采用近空间升华法制备CdTe多晶薄膜,以ZnTe/ZnTeCu复合多晶薄膜作为背接触层,获得了转换效率为13.38%的CdTe/CdS太阳电池.用光强为100mW/cm2的卤钨灯对电池光照7天后,发现电池性能无明显变化.经能量为1.6MeV,辐照剂量为1013～1015电子/cm2的电子束辐照后,电池性能有不同程度的衰降,经真空150℃退火30min后,电池性能恢复到接近辐照前的水平.     

温度循环下CdS/CdTe太阳电池稳定性的研究

对CdS/CdTe太阳电池在温度循环下的稳定性进行了研究,测定了其I-V特性曲线,并与室温下的电池作了比较.结果表明:经温度循环后电池的转换效率、填充因子和短路电流密度都有不同程度的下降,而用ZnTe作背接触层的电池稳定性有所改善.     

电子束蒸发制备CdS多晶薄膜及性质研究

采用电子束蒸发工艺在普通玻璃衬底上制备了硫化镉(CdS)多晶薄膜,研究了不同衬底温度对薄膜结构、表面形貌及光透过率的影响.测试结果显示:(1)不同衬底温度下沉积的CdS薄膜均呈现了〈002〉晶向的高度优势生长,属于六方相结构.随着衬底温度的升高,还逐渐出现了〈103〉、〈004〉、〈105〉等六方晶向;(2)CdS多晶薄膜表面连续,致密性好,且晶粒大小随着衬底温度的升高而增大;(3)低温下制备CdS薄膜吸收谱有较宽的吸收边,随着衬底温度的升高,吸收曲线趋于陡直.制备样品在550nm波段后的平均透过率都超过70%,符合作为CdTe太阳电池的窗口层.     

退火对Al-Sb多层薄膜的影响

采用直流磁控溅射法制备Al和Sb交替层,在真空环境下进行高温退火后得到了AlSb多晶薄膜.通过X射线衍射(XRD)、霍尔效应、暗电导率温度关系以及透反射光谱研究了薄膜的结构、电学和光学性质.结果表明,退火后形成的AlSb多晶薄膜呈立方相,沿(111)择优取向,且导电类型是P型,载流子浓度为1019cm-3,吸收系数在可见光波段大于104cm-1.样品在580℃退火后,间接跃迁光能隙为1.64eV,且升温电导激活能为0.01eV和0.11eV.此方法制备的AlSb多晶薄膜应用于TCO/CdS/AlSb/ZnTe:Cu/Au结构的太阳能电池中,得到了107mV的开路电压.     

碲化锌插入层对碲化镉太阳电池性能参数影响的分析

分析了有Zn Te/ Zn Te∶Cu插入层的Cd Te太阳电池在能带结构上的变化.通过对比有无插入层的Cd Te太阳电池在C- V特性、I- V特性、光谱响应上的不同,肯定了插入层对改善背接触特性的作用,发现它还可以改善器件前结Cd S/ Cd Te的二极管特性和短波光谱响应.实验结果还表明,不掺杂的Zn Te对提高器件的效率是必要的.恰当的不掺杂层厚度和退火温度能有效地改进Cd Te太阳电池的性能,而对填充因子的提高最为显著