大面积CdS薄膜的沉积及其性质研究

采用化学水浴法(CBD)在30 cm x 40 cm TCO衬底上沉积了CdS多晶薄膜,研究了薄膜性质,并应用于太阳能光伏电池,制成了许多独立的小面积CdS/CdTe薄膜太阳电池.结果表明:刚沉积的CdS多晶薄膜性质具有较好的均匀性,适宜于制作大面积CdS/CdTe薄膜太阳电池组件.     

CdCl_2气相退火对CdTe/CdS太阳能电池的影响

对CdTe薄膜进行CdCl2 热处理是制备高效率CdTe/CdS多晶太阳能薄膜电池的关键步骤 .研究了CdTe薄膜CdCl2 气相热处理 ,用XRD ,SEM表征热处理前后薄膜的结构、晶粒尺寸、晶格常数及能带宽度的变化 .比较研究了有无CdCl2 热处理的CdTe薄膜的结构差异 .CdCl2 热处理对CdTe/CdS异质结界面互扩散的影响 ,比较研究了有无CdCl2 热处理时 ,对CdTe/CdS太阳能薄膜电池的光I-V特性曲线的影响 .     

射频磁控溅射法制备CdTe薄膜及其性质的研究

为了制备高效率的CdS/CdTe薄膜叠层太阳电池,本文采用射频磁控溅射技术在不同温度玻璃衬底上制备了CdTe多晶薄膜. 利用X射线衍射仪其微结构;用紫外分光光度计测量薄膜的透过谱,计算出了能隙Eg;利用原子力显微镜表征其微观形貌. 结果显示在常温时沉积的薄膜晶面取向性好,为立方闪锌矿型结构,有较低的透过率. 以上结果表明,用射频磁控溅射技术更适于制备CdS/CdTe薄膜叠层太阳电池中的CdTe薄膜.     

热处理和KOH腐蚀对CdS/CdTe太阳电池性能的影响

本文研究了热处理和KOH腐蚀对CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池性能的影响。结果表明,CdTe薄膜在沉积过程中或沉积后进行热处理,都可有效地改善器件的工作性能;Au/CdTe接触前对CdTe膜进行KOH腐蚀,能改善欧姆接触特性;蒸Au后的热处理及迅速冷却也能使欧姆接触特性得到进一步的改善。     

CdCl_2热处理对CdS/CdTe界面扩散和界面反应的影响研究

采用在CdTe薄膜太阳能电池结构Glass/FTO/CdS/CdTe基础上制备的Glass/FTO/CdS/CdTe/CdS体系,通过XRD,SEM,Raman,XPS研究了不同温度CdCl2空气热处理对CdS/CdTe界面互扩散、界面反应和重结晶过程的影响.研究表明,样品的表面形貌在不同温度热处理后有剧烈的差异,经300～350℃热处理后,CdS晶粒从室温时的20nm迅速增大至70nm左右,这与CdS从立方相到六方相的相变温度符合.CdS/CdTe界面在350℃左右就开始比较明显地互扩散,550℃时界面已生成具有六方纤锌矿结构的CdS0.85Te0.15.CdS因与CdTe的相互扩散并生成CdSxTe1-x而被迅速消耗.450℃以上CdS/CdTe界面部分被氧化生成CdTeO3.拉曼光谱中CdS的1LO峰在350℃左右由强变弱同时向低波数移动表明开始生成CdSxTe1-x.光电子能谱验证了CdSxTe1-x和CdTeO3在热处理过程中的形成.CdCl2防止了界面的氧化和促进了CdS/CdTe界面扩散以及CdSxTe1-x的生成.     

升温过程和气压在近空间升华沉积CdTe多晶薄膜中的作用

近空间升华技术制备CdTe多晶薄膜具有薄膜质量好、沉积速率高、设备简单、生产成本低等优点.采用近空间升华法(CSS)制备的CdTe多晶薄膜,薄膜的结构、性质与整个沉积过程密切相关,其过程受到较多因素的影响.要实现对沉积过程的控制,必须对沉积过程中的热交换、物质输运进行深入的研究.分析近空间沉积的物理机制,通过对装置内的温度进行测量,对升温曲线进行实验研究,优选了温度分布与升温曲线,研究了气压对CdTe薄膜结构、性质的影响.讨论了升温过程、气压与薄膜的初期成核的关系.结果表明:不同气压下沉积的样品均为立方相CdTe,且还出现CdS和SnO2:F的衍射峰,随着气压增加,CdTe晶粒减小,薄膜的透过率下降,相应的吸收边向短波方向移动.采用衬底温度500℃,源温度620℃,沉积时间4min的沉积条件获得了性能优良的CdTe多晶薄膜.     

后处理对近空间升华法制备CdS薄膜性能影响研究

将近空间升华法（CSS）沉积所得的CdS薄膜进行退火处理,利用XRD、SEM、暗电导温度关系研究不同退火条件对CdS多晶薄膜性能的影响.结果表明退火后CdS多晶薄膜在（002）面上具有择优取向;退火促使再结晶并促进晶粒长大;暗电导(darkσ)随退火温度增加而增加,暗电导激活能(Ea)随退火温度的增加而减少.最后得到较优化的退火条件,获得适合作为CdTe太阳电池窗口层的CdS薄膜.     

退火对大面积CdTe多晶薄膜薄膜的影响

对近空间升华法制备的大面积（30*40cm2）CdTe多晶薄膜用不同方法进行退火处理,用XRD、C～V、I～V等研究了退火条件,退火方式对薄膜结构和器件性能的影响。结果表明：刚沉积的CdTe多晶薄膜呈立方相,沿着（111）方向择优取向而退火后（111）（220）（311）等峰都有不同程度的增加。在纯氧气氛下,400℃退火还出现了新峰。随着退火温度的增加,电导激活能降低。经过连续退火装置在400℃下退火30分钟的电池,1/C2和V成线性关系,具有较高的掺杂浓度、较理想的二极管因子和较高的转换效率。     

CdS多晶薄膜的制备及其性能

采用化学水浴法(CBD)及85~65℃的高低温工艺模式,在醋酸镉体系中制备大面积硫化镉CdS多晶薄膜,经X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等测试表征CdS多晶薄膜结构、形貌及光学性质。结果表明:CdS在85℃条件下快速成核,再逐渐降温至65℃慢速生长,可使大面积CdS多晶薄膜的粒径较大(约60 nm)、均匀性较好、致密度较高。通过优化85℃到65℃的高低温生长工艺,降温速率为2℃/min的条件下制备出厚度约50 nm的超薄CdS多晶薄膜,经氮气气氛400℃退火处理后,CdS晶粒长大,透过率降低,禁带宽度变窄。     

退火对大面积CdTe多晶薄膜薄膜的影响

对近空间升华法制备的大面积(30×40 cm~2)CdTe多晶薄膜用不同方法进行退火处理,用XRD、C～V、I～V等研究了退火条件,退火方式对薄膜结构和器件性能的影响.结果表明:刚沉积的CdTe多晶薄膜呈立方相,沿着(111)方向择优取,向而退火后(111)(220)(311)等峰都有不同程度的增加.在纯氧气氛下,400℃退火还出现了新峰.随着退火温度的增加,电导激活能降低.经过连续退火装置在400℃下退火30分钟的电池,1/C~2和V成线性关系,具有较高的掺杂浓度、较理想的二极管因子和较高的转换效率.     

激光刻划制备集成碲化镉薄膜太阳电池的研究

激光刻划是实现薄膜太阳电池集成的廉价、高效手段．使用调Q脉冲Nd：YAG激光刻划碲化镉多晶薄膜,研究了泵浦灯电流、脉冲重复频率、刻划速率与刻痕形貌的关系,优化了刻划的工艺参数,在此基础上制备出转换效率为5．42％的碲化镉薄膜集成电池．     

CdS／CdTe异质结太阳电池极限效率的计算

讨论了Cds／CdTe异质结的电流电压特性，研究了Cds／CdTe太阳电池在AMl．5太阳光谱辐射下的转换效率，给出了不计所有损失的理想极限情况下，其电池转换效率可达27％。同时讨论了考虑部分材料参数影响的条件下，实际CdS／CdTe太阳电池的转换效率，在所选定的参数下为23％，从近期实际制备的CdS／CdTe太阳电池的进展，以及较为合理的理论推论和分析来看，此效率将有可能达到。     

The properties of CdTe solar cells with ZnTe/ZnTe： Cu buffer layers

CdS/CdTe solar cells with ZnTe/ZnTe:Cu buffer layers were fabricated and studied. The energy band structure of it was analyzed. The C-V, I-V characteristics and the spectral response show that the ZnTe/ZnTe:Cu buffer layers improve the back contact characteristic properties, the diode characteristics of the forward junction and the short-wave spectral response of the CdTe solar cells. The ZnTe/ZnTe:Cu buffer layers affect the solar cell conversion efficiency and its fill factor.     

CdTe包覆TiO2纳米棒壳核结构有序阵列与P3HT杂化太阳电池研究

采用水热法在含氟二氧化锡导电玻璃(FTO)上制备了有序的金红石型TiO2纳米棒阵列,在TiO2纳米棒阵列上电沉积CdTe纳米晶构成了CdTe包覆TiO2壳核式纳米棒阵列(CdTe/TiO2),然后将聚3-己基噻吩(P3HT)的氯苯溶液旋涂到CdTe/TiO2壳核式纳米棒阵列上构成P3HT包覆CdTe/TiO2壳核式纳米棒阵列的复合结构(P3HT/CdTe/TiO2),在P3HT/CdTe/TiO2壳核式纳米棒阵列复合结构上使用离子溅射法喷镀Au膜构制Au-P3HT/CdTe/TiO2结构的杂化太阳电池,实验测得以Au-P3HT/CdTe/TiO2结构组装的杂化太阳电池的能量转换效率为0.91%。     

太阳能电池及材料研究和发展现状

文章介绍了不同材料的太阳能电池,如单晶硅、多晶硅、多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、CuInSe2、CdTe、染料敏化等太阳电池主要制备工艺、典型结构与特性.简要说明不同电池商品化生产情况及光伏产业发展趋势.     

串联电阻对CdS/CdTe太阳电池稳定性的影响

在温度循环下对CdS／CdTe太阳电池的性能作了研究，测定了其I-V特性曲线，计算了串联电阻和并联电阻．结果表明：经温度循环后，串联电阻增加，并联电阻下降，导致转换效率下降，用ZnTe作背接触层可改善电池性能和其稳定性．     

Preparation of porous nanocrystalline TiO2 electrode by screen-printing technique

Different paste has been used for preparing porous TiO2 thin film by screen-printing technique, the main component of it comes from commercial TiO2 P25 power. The dye-sensitized solar cell based on this TiO2 thin film without further chemical treatments exhibits high overall conversion efficiency of 5.81%―6.70%, even with low TiO2 content and thin film thickness. The experimental repeatability is nice and the properties of the films are uniform.     

反应磁控溅射制备CdTe太阳电池前电极ITO薄膜的性质研究

使用反应直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ITO薄膜作为CdTe多晶薄膜太阳电池的前电极,研究了氧分压和衬底温度对ITO薄膜光电性能及结构的影响.通过四探针、紫外可见分光光度仪,X射线衍射(XRD)和霍尔测试仪等测试手段对薄膜进行了表征.结果表明:随着氧分压和衬底温度的升高,ITO薄膜在可见光区域的透过性能明显增强,但是薄膜的载流子浓度下降,霍尔迁移率也逐渐降低,同时薄膜的电阻率逐渐增大.在结果分析的基础上,选用衬底温度300℃,1.4%的氧分压条件制备出可见光透过率在80%以上,电阻率为5.3×10-4?·cm的ITO薄膜,将其应用于碲化镉多晶薄膜太阳电池,电池的转换率可以达到10.7%.     

前处理对CdS敏化TiO2纳晶复合半导体电极光电化学性能的影响

将TiO₂纳晶薄膜在尿素及聚乙二醇（PEG）的混合水溶液中进行前处理，并采用连续离子吸附反应技术制备了具有多孔结构的纳米复合CdS/TiO₂薄膜电极。利用表面分析及光电化学方法研究了前处理对复合电极材料的结构、光学及光电化学性能的影响。结果表明，前处理能有效地提高CdS在TiO₂表面的沉积量，在400～500nm处提高了复合电极材料的光吸收效率。光电化学性能结果表明，前处理对复合电极的光电流及光电压没有产生明显的影响，但有效地提高了太阳能电池填充因子，因此有利于提高太阳能电池的光电转换效率。     

CdTe/CdS量子点荧光探针测定痕量汞(Ⅱ)

在水溶液中合成巯基乙酸修饰的CdTe/CdS量子点(QDs),再基于Hg2+与CdTe/CdS量子点的荧光猝灭作用,建立用CdTe/CdS量子点作为荧光探针检测微量汞的新方法,并用该方法测定水中汞的含量。研究表明,pH值为6.24的磷酸缓冲溶液中,量子点浓度为3.75×10-4mol/L时,Hg2+离子浓度在2.3～150μg/L范围与CdTe/CdS量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.9985,检出限为0.87μg/L,回收率为99.0%～107.5%。该方法检测效果好,可用于实际样品分析。