单带差超晶格中ZnS薄膜的制备及其性质

利用射频磁控溅射法制备了单带差超晶格中ZnS薄膜. 通过XRD和AFM的观察,对其结构进行了研究,并确定了制备均匀致密的多晶ZnS薄膜的最佳条件. 此外,对300 ℃和400 ℃衬底温度下的ZnS薄膜的光透过谱和吸收谱进行了对比,计算出了溅射法制备的ZnS薄膜的光能隙分别为3.82 eV、3.81 eV,与理论值一致. 这种高透过率、均匀致密的ZnS薄膜可用于研制新型高效率的单带差超晶格ZnS/CdS/P-CdTe太阳电池.     

单带差超晶格中ZnS薄膜的制备及其性质

近年来，半导体超晶格材料在太阳电池方面的应用，越来越受到人们的广泛重视。本实验利用射频磁控溅射法制备了单带差超晶格中ZnS薄膜。通过XRD和AFM的观察，对其结构进行了研究，并确定了制备均匀致密的多晶ZnS薄膜的最佳条件。此外，对300℃和400℃衬底温度下的ZnS薄膜的光透过谱和吸收谱进行了对比，计算出了溅射法制备的ZnS薄膜的光能隙分别为3.82eV、3.81eV，与理论值一致。这种高透过率、均匀致密的ZnS薄膜可用于研制新型高效率的单带差超晶格ZnS/CdS/P-CdTe太阳电池。     

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.     

CdS薄膜制备方法及其性能比较研究

用三种方法（化学水浴法、真空蒸发法和磁控溅射法）在玻璃衬底上制备了CdS薄膜.用测厚仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学透过率谱等手段测试了各薄膜的厚度、晶面取向、表面形貌、晶粒分布、透过率等,计算了各薄膜的光能隙.结果显示,磁控溅射法适于制备ZnS/CdS超晶格薄膜中的CdS.     

衬底温度对CdTe/ZnTe多层薄膜制备的影响

采用射频磁控溅射法制备了CdTe/ZnTe多层薄膜,并在制备单层CdTe薄膜和ZnTe薄膜的基础上,研究了衬底温度对CdTe/ZnTe多层薄膜性质的影响;通过XRD和透过谱、吸收谱的分析,对其结构进行了研究.结果表明在185 ℃下制备的CdTe/ZnTe多层膜中,CdTe和ZnTe均沿（111）晶面择优取向生长,尤其是ZnTe沿（111）晶面择优取向明显,衍射强度极大. 通过比较不同衬底温度,发现185 ℃生长的样品衍射峰强度最高,成膜质量较好;通过吸收谱图分析,185 ℃下沉积的样品对光有较好的吸收性.     

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 .     

CdTe薄膜的射频磁控溅射制备及表征

采用射频磁控溅射技术制备了CdTe薄膜,使用探针式台阶仪、X射线衍射分析仪、紫外可见分光光度计、扫描电镜等表征了薄膜的厚度、结构、透过率、表面形貌等随溅射工艺的变化.结果表明:沉积速率随着功率的增加而增加,随气压的增加而呈线性减小;薄膜的结晶程度随气压增大而降低;功率从100 W增大到180 W,出现了CdTe薄膜晶相从立方相向六方相的转变;当沉积条件为纯氩气氛、气压0.3 Pa、功率100 W、室温时,沉积的CdTe薄膜结晶性能最好.     

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%.     

化学水浴法制备CdS薄膜的研究

采用化学水浴法在不同衬底上制备了CdS薄膜.测试表明,所制备薄膜具有良好的致密性且晶粒大小均匀、表面平整;随着薄膜厚度的增加,薄膜的结晶质量提高但透过率有所下降;在钠钙玻璃上制备的CdS薄膜的电阻率最小(42.15Ω·cm).将最优工艺制备的CdS薄膜应用于CZTS吸收层上,得到了效率为3.0%且具有高开路电压(701 mV)的CZTS薄膜太阳电池.     

一种用于制冷的新型太阳能电池——CdS／CdTe

CdS/CdTe多晶薄膜电池是一种利用CdS的优良窗口效应和CdTe良好的光电转换而做成的一种层叠的异质结薄膜太阳电池，是适用于制冷、新型、高效率、低成本的太阳能电池，具有低缺陷、能隙大、稳定性好的特点，并且制作工艺简单、经济，易于大面积沉积，而且还具有环保价值。综述了CdS/CdTe多晶薄膜太阳能电池的特性及它的发展，同时还归纳了一些适应大面积和低成本的生产工艺。     

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。     

硼碳氮薄膜的制备及其光透过性质研究

利用射频磁控溅射方法以不同的氮气分压比（1/10-2/3）在玻璃衬底上制备出一组硼碳氮薄膜.傅里叶变换红外光谱测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.氮气分压比对薄膜的组分和透过率有很大影响,其通过改变薄膜组分而影响透过率,并且碳原子数小的样品具有较高的透过率.     

多孔SiO2减反射薄膜的低温制备及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化前驱物正硅酸乙酯(TEOS)水解制备SiO2胶体.通过改变溶液浓度调节胶体粒子大小,旋涂低温制备不同折射率纳米多孔SiO2薄膜.使用激光粒度仪和透射电镜分析胶粒大小及分布,粒子分布均匀且在几十纳米范围;使用椭圆偏振仪、紫外/可见分光光度计、扫描电子显微镜表征减反射薄膜的光学性质和表面形貌,发现薄膜表面呈颗粒状且折射率较低,在400nm至800nm波段的透过率平均提高了4%.将溶胶涂在CdS/CdTe太阳电池基底背面,测试结果发现,使用减反射薄膜后电池吸收波段内量子效率(QE)提高,短路电流密度提高了4.45%;光电转换效率由11.50%提高到11.94%.     

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.     

双源真空蒸发制备CdS/CuInSe_2多晶异质结薄膜太阳电池

用双源真空蒸发制备CdS/CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池,并对电池的性能进行测试.在AM1.5,100mW/cm2的碘钨灯下,对1cm2的太阳电池测得其最大转换效率为6.2%.     

射频磁控溅射制备CdS多晶薄膜及其性能研究

在室温和不同功率下,用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了CdS薄膜.运用探针式台阶仪、x射线衍射分析仪、紫外可见分光光度计、扫描电镜(SEM)等仪器对制备的CdS薄膜进行了表征分析.主要研究讨论了溅射功率对薄膜性质的影响.结果表明:制备的CdS薄膜为立方相和六方相的混合晶相,沿着六方(002)、(004)方向和立方(111)、(222)方向有着明显的择优取向;随着功率的增加,薄膜的厚度增加,晶粒的尺寸增大,光学吸收边红移.通过优化实验参数,在室温、0.6Pa、30W、纯氩气气氛条件下可以制备出结晶性能良好的CdS薄膜,禁带宽度为2.36eV.     

无镉ZnO缓冲层的柔性CZTSSe太阳电池

针对铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳电池中CdS缓冲层带隙较小造成光损耗和Cd元素的毒性问题,提出无镉环保型CZTSSe太阳电池,分别采用溅射法和旋涂法来制备ZnO薄膜以替代CdS缓冲层.薄膜形貌表征及器件性能测试表明,相比旋涂法,溅射法制备的ZnO的薄膜质量及其CZTSSe器件性能明显更好,器件的光电转换效率（PCE）从1.0%提升到4.5%.同时,相比于CdS（E_g=2.4 eV）, ZnO具有更大的带隙（E_g=3.3 eV）,去除CdS膜层后,薄膜和器件在蓝光区具有更高的透光率和更好的光吸收.该设计为制备柔性CZTSSe太阳电池提供了一种新策略.     

磁控溅射制备CdS/ZnO复合薄膜及其光电性能研究

采用射频磁控溅射两步法制备出CdS/ZnO复合膜,并通过XRD、SEM、AFM、UV-vis、IPCE表征了制备的薄膜。SEM及AFM测试表明,相比于单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜的表面形成了更加明显的介孔结构;光电转换效率测试表明,相比单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜表现出更高的转换效率,0V(vs. Ag/AgCl)偏压下,IPCE值由36.1%(410nm)增大到66.1%(410nm)。光电转换效率的增加一方面是由介孔表面引起的光吸收增加以及表面活性位增多引起;另一方面,两种半导体的复合形成异质结,异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离,提高了薄膜的光电转换效率。     

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。     

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.