SnO2/CdO纳米晶在晶硅电池表面的生长及复合电池的性能研究

摘要

目前，晶硅太阳能电池依然是光伏产业中应用的主流，成熟的工艺以及丰富的材料资源使其长期占据了主要的市场份额。而近年来针对于提升硅基电池转换效率的研究也成为研究热点之一。本文在多晶硅表面制备具有不同能隙宽度的半导体金属氧化物层，并通过场发射电镜、吸收反射、量子效率、少数载流子寿命等测试从不同角度分析所制备的叠层复合电池的光电性能。
　　本研究利用两种不同的实验室沉积方法在硅基表面对不同的金属盐溶液进行沉积。首先利用浸渍沉积法在清洗后的硅表面沉积Cd2+，通过改变沉积的时间来控制沉积厚度，并对比不同厚度情况下复合电池的性能。经过测试发现，沉积的氧化镉层厚度约为20nm时其具有最好的表面形貌以及最佳的抑制载流子复合作用。另外，通过改变溶剂体系分析了不同溶剂体系下形成的氧化镉的形貌特征及对复合电池的影响。此外，本研究中又以锡的氯酸盐为原料，使用旋涂法在多晶硅表面制备不同形貌的氧化锡，通过改变沉积次数及烧结的时间及温度来探索不同实验条件对复合电池形貌及光电性能的影响。就结果而言，首先，沉积的次数对氧化锡的形貌具有很大影响，当沉积形成凹陷状结构层时复合电池具有的吸收反射性能达到最佳状态。另外，当烧结温度过高或时间较长时，复合电池的整体性能将受到严重影响，其性能下降明显。根据能隙大小顺序排列制备出了SnO2/CdO/Si多层复合太阳能电池。此复合电池不仅具有单层电池的高吸收性能及光谱拓宽能力，而且叠层的能隙结构具有电子-空穴对主动分离效应。借此效应，该复合电池的少数载流子寿命比单层电池提高了约22％。最终的光电转换效率来看该多层复合电池比空白多晶电池提高了21.9%。

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第1章绪论

1.1 背景介绍

1.2 太阳能电池概述

1.3 晶硅太阳能电池技术的发展

1.4 叠层太阳能电池概述

1.5选题意义及研究思路

第2章氧化镉纳米晶在多晶硅电池上的生长及性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4本章小结

第3章氧化锡纳米晶在多晶硅电池上的生长及性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

第4章SnO2/CdO/Si多层复合太阳能电池性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章全文总结

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的成果

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