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《河南大学》 2012年
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Cu(In,Ga)Se_2薄膜和CuInSe_2/CdS复合薄膜的制备及光电性能表征

孙保平  
【摘要】:随着社会的进步、经济的发展,人们对能源需量求越来越多,而不可再生能源的枯竭以及对环境造成的污染与破坏已经成为21世纪主要问题之一。将太阳能转换成电能是解决能源枯竭和地球环境污染等问题的一个最好、最直接和最有效的方法之一。在各种类型的太阳电池中,Cu(In_(1-x)Ga_x)Se_2(CIGS)太阳电池已经成为目前光伏领域中的研究热点。 CIGS是一种Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族四元化合物直接带隙的半导体材料,黄铜矿的晶体结构。其禁带宽度可以在1.04-1.67eV范围内调整,可见光吸收系数高达105cm-1数量级。CIGS薄膜太阳电池因具有转换效率高、性能稳定、可薄膜化和低成本等优点而最有可能实现商业化生产的第三代太阳电池。制备低成本、高质量和大面积的CIGS吸收层是实现CIGS太阳电池的商业化生产的关键所在。在众多的制备方法中,电化学沉积法制备CIGS薄膜具有成本低、可实现大面积制备、原材料利用率高和制备系统稳定性好等优点而受到广泛关注,具有良好的应用发展潜力。本论文利用一步电化学法制备了CIGS薄膜,在此基础上通过化学水浴制备了CdS缓冲层。研究了沉积条件对CIGS形貌结构的影响,并且利用表面光伏技术研究了CIGS薄膜以及CIS/CdS薄膜的光电特性。 首先以氯化铜,三氯化铟,三氯化镓,亚硒酸以及氨基磺酸和邻苯二甲酸氢钾做为缓冲剂的水溶液做为电解液,添加缓冲剂氨基磺酸和邻苯二甲酸氢钾,调节溶液pH值避免了沉积过程中氢气的产生,利用一步电化学法在FTO玻璃基底上沉积出CIGS薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)对样品表征,结果发现电解液pH值为2.0,退火温度为500℃时,制备的CIGS薄膜形貌结构、结晶效果最为理想。同时采用表面光伏技术,研究了不同化学计量比对CIGS薄膜中光电荷动力学过程,其中化学计量比Ga/(In+Ga)约为0.3时,表面光伏最强,光电性能最好。 其次通过在CIS薄膜上利用化学水浴法沉积了CdS过渡层,利用表面光伏技术研究了CdS/CIS界面电荷传输过程,结果发现:通过HCl溶液处理去掉CdS过渡层后的CIS薄膜的光伏强度明显增加。EDS结果发现CIS薄膜中Cu元素含量较少并且存在Cd元素,这可能是由于在沉积CdS过程中,部分Cd元素通过扩散进入CIS薄膜内部代替了Cu元素形成CdCu施主,促使CdS/CIS表面反型,改善了CIS表面缺陷,促进了光生电子-空穴对的分离。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM914.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王华英,朱海丰,何杰,李丽宏;半导体光电特性的表面光电压谱表征[J];河北建筑科技学院学报;2004年02期
2 李承辉;王锴;郑玮;王致祥;刘建;游效曾;;宽光谱太阳能电池[J];化学进展;2012年01期
3 井立强,孙晓君,蔡伟民,徐自力,杜尧国,傅宏刚;ZnO纳米粒子的表面光电压谱和光催化性能[J];化学学报;2002年10期
4 马光耀;康志君;谢元锋;;铜铟镓硒薄膜太阳能电池的研究进展及发展前景[J];金属功能材料;2009年05期
5 唐雪娇;丑景垚;韩长秀;张宝贵;;无氰电镀铜新工艺试验研究[J];南开大学学报(自然科学版);2006年06期
6 李建庄,赵修建,夏冬林;电沉积制备CuInGaSe_2薄膜及性能[J];武汉理工大学学报;2005年10期
7 王信春;王广君;庞山;万绍明;张兴堂;杜祖亮;;pH值对电沉积CuInSe_2薄膜的组份、结构及光电性能的影响[J];无机化学学报;2011年12期
8 庄公惠,Wightman James P.;氨基葡聚糖对水溶液中铜离子的吸附与脱附[J];物理化学学报;1989年05期
9 庞山,张兴堂,程轲,李蕴才,黄亚彬,杜祖亮;表面光电压测量中的最佳相位[J];物理化学学报;2005年01期
10 敖建平;孙国忠;闫礼;康峰;杨亮;何青;周志强;李凤岩;孙云;;一步法电化学沉积Cu(In_(1-x),Ga_x)Se_2薄膜的特性[J];物理化学学报;2008年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董建友,侯承贵,勾振堂;用半导体力敏元件测量人体内压力的研究[J];河北大学学报(自然科学版);1991年02期
2 杨晓峰,王建邦;粒子数表象中非谐振子的微扰解[J];华北工学院学报;1996年02期
3 徐春彦,黄继祖;用缓冲滴定法滴定弱酸弱碱[J];华北工学院学报;1998年01期
4 潘学琴;田强;;在位势对于一维双原子链晶格振动长光学模的影响[J];河北工业科技;2011年02期
5 刘成勤;PVC膜碘离子选择电极测定海带中的碘[J];湖北化工;1998年01期
6 徐斌;有机试剂质子常数的测定原理及评价(续)——电化学方法测定有机试剂的质子常数[J];湖北师范学院学报(自然科学版);1986年02期
7 徐斌 ,张海丽 ,邹欣平;DCS-偶氮胂作为钙络合滴定指示剂的研究[J];湖北师范学院学报(自然科学版);1991年01期
8 张道华;赵桂芳;石大庆;朱国良;李金星;;一维介电原子链中的热传导研究[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2011年04期
9 聂向富,唐贵德,张民,韩智勇;32种点群[J];河北师范大学学报;2000年02期
10 李文娜;魏国强;刘英;;基于DFT计算的Al_nNi_m(n+m=13,19)团簇的稳态结构[J];河北师范大学学报(自然科学版);2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟万勰;姚征;张洪武;;界带分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
2 张磊;陆启生;李莉;;组合激光辐照CdS实验与耦合系数测量[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
3 黄均平;;基于能量统一格式的多尺度有限元计算方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 张晨;曲远方;单丹;;CeO_2掺杂对BaTiO_3基陶瓷介电性能及微观形貌的影响[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年
5 任菁;徐国跃;顾冰芳;程传伟;罗艳;;热处理温度对硫化物颜料红外发射率的影响[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
6 陈慧;张佼;王俊;;CuInGaSe_2太阳能薄膜及其靶材制备技术发展与前景[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
7 岳恩;唐龙;罗顺安;张平;;铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
8 汪新智;朱嘉琦;何玉荣;王天宇;胡彦伟;刘星;;类金刚石应用于非晶硅薄膜太阳电池的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
9 杨振忠;马忠良;;基于石墨导热介质的新型LED室内灯具散热系统[A];《室内照明节能与新技术研讨会》论文集[C];2009年
10 刘琪;张光胜;王立涛;冒国兵;;铜铟镓硒薄膜太阳电池研究进展及应用现状[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
5 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
8 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
9 俞琳;非磁性离子掺杂宽带隙半导体磁性的第一性原理研究[D];山东大学;2010年
10 张震;可见光CCD的激光致眩现象与机理研究[D];国防科学技术大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐玲;刘昌龄;吴世彪;陈少华;张信义;王利群;汪星和;;电化学法制备CuInSe_2薄膜工艺的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年05期
2 吴萼,弭素萍,栾兆坤,陆德培,吴昌贤;氨基葡聚糖的应用研究——交联氨基葡聚糖树脂的制备及性能[J];环境化学;1985年02期
3 沈伟韧,赵文宽,贺飞,方佑龄;TiO_2光催化反应及其在废水处理中的应用[J];化学进展;1998年04期
4 王德军;刘旺;肖良质;李铁津;;表面光电压谱在化学中的应用[J];化学通报;1989年10期
5 周继承,何红波,李义兵;纳米粒子的电容[J];化学物理学报;2000年06期
6 王江山,谭正,糜天英,孙公权;电沉积多晶CuInSe_2薄膜的光电化学——Ⅰ.CuInSe_2薄膜的电沉积[J];中国科学(B辑 化学 生命科学 地学);1991年06期
7 李建军,邹正光,龙飞;CIS(CIGS)太阳能电池研究进展[J];能源技术;2005年04期
8 邹永达;半导体界面分析新技术[J];微电子学;1996年02期
9 龚跃球,黄代勇,马晶,朱坤,赵修建;Zn_xCd_(1-x)S薄膜的制备及其光电性质的研究[J];武汉理工大学学报;2002年09期
10 杨建立,靳正国,石勇,李春艳,安贺松;热处理对SILAR法制备CuInSe_2薄膜性能的影响[J];无机化学学报;2005年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张辉,丁绍林,汤会香,张会锐,马向阳,杨德仁,刘维一,张加友,孙云;氢处理对太阳薄膜材料Mo/CuIn_(1-X)Ga_XSe_2/CdS的影响[J];太阳能学报;2004年04期
2 薛玉明,孙云,李凤岩,朴英美,刘维一,周志强,李长健;CIGS薄膜太阳电池异质结的结构初析[J];人工晶体学报;2004年05期
3 俞佩瑶;;利用太阳电池的大气监视装置[J];今日科技;1981年04期
4 史济群,成盛勇,马稚尧,周京英;太阳电池伏安特性测试仪的研制[J];华中理工大学学报;1998年05期
5 庄大明,张弓;CIGS薄膜太阳能电池研究现状及发展前景[J];新材料产业;2005年04期
6 夏庚培,蔡伟,郑家贵,冯良桓,蔡亚平,黎兵,李卫,武莉莉,鄢强;CdTe多晶薄膜太阳电池的结构改进[J];太阳能学报;2005年03期
7 郭小勇;;染料敏化太阳能电池取得突破性进展[J];功能材料信息;2010年Z1期
8 李长健,孙仲林,徐温元;非晶硅肖特基势垒太阳电池[J];太阳能学报;1981年03期
9 李文滋;张丞源;;我国第一届光生伏打(太阳电池)会议即将召开[J];太阳能;1982年03期
10 陈竑,韩江源;多功能太阳电池电性能测试系统[J];太阳能学报;1984年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡林华;莫立娥;戴松元;;染料敏化太阳电池薄膜电极溶胶修饰及电子传输研究[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
2 袁兵;王一平;;强光条件下太阳电池表面温度分布的研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
3 孔凡建;;太阳电池和光伏组件的质量标准[A];江苏省能源研究会成立二十周年纪念暨第十届学术年会热电专委会第十二届年会暨学术报告会论文集[C];2004年
4 陈双宏;翁坚;黄阳;王利军;戴松元;;染料敏化太阳电池的实用化研究[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
5 张力;何青;李凤岩;李宝璋;李长健;;空间用、高重量比功率柔性聚酰亚胺衬底CIGS薄膜太阳电池的制备方法[A];第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C];2011年
6 方霞琴;戴松元;王孔嘉;;染料敏化纳米薄膜太阳电池的实验研究[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年
7 胡林华;戴松元;戴俊;刘伟庆;王孔嘉;;纳米多孔薄膜在染料敏化太阳电池中的应用[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
8 陈庭金;王履芳;涂洁磊;;MIp~+-Al_xGa_(1-x)As/p-n-n~+-GaAS太阳电池的电特性[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
9 侯泽良;周正基;武四新;;单个靶制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
10 孟昭渊;;太阳能路灯的普及为什么困难重重[A];上海市照明学会成立30周年庆典暨四直辖市照明科技论坛、长三角照明科技论坛、上海市照明学会2008年年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 青化 编译;太阳电池及其利用方法(十四)[N];电子报;2011年
2 青化 编译;太阳电池及其利用方法(十五)[N];电子报;2011年
3 青化 编译;太阳电池及其利用方法(二十)[N];电子报;2011年
4 青化 编译;太阳电池及其利用方法(二十一)[N];电子报;2011年
5 ;太阳电池及其利用方法 (二十二)[N];电子报;2011年
6 青化 编译;太阳电池及其利用方法(二十三)[N];电子报;2011年
7 青化 编译;太阳电池及其利用方法(二十四)[N];电子报;2011年
8 ;太阳电池及其利用方法(二十六)[N];电子报;2011年
9 青化 编译;太阳电池及其利用方法(二十七)[N];电子报;2011年
10 记者 连雅婕 通讯员 于柏林 于洋;太阳电池:柔软便携像纸一般[N];长春日报;2010年
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1 龙飞;CIGS薄膜太阳能电池材料的制备、结构及性能研究[D];武汉理工大学;2009年
2 谈晓辉;铜铟镓硒薄膜太阳电池吸收层的研究[D];浙江大学;2011年
3 王朋;晶体硅太阳电池中的电学复合行为[D];浙江大学;2011年
4 席曦;基于酞菁和富勒烯的有机太阳电池的研制及其相关系统与控制的研究[D];江南大学;2012年
5 杨庭斌;新型结构聚合物太阳电池与光探测器的制备及其性能研究[D];华南理工大学;2012年
6 贺超;共轭聚电解质及氧化钼作为电极修饰层对聚合物太阳电池性能的影响[D];华南理工大学;2011年
7 刘英;纳米颗粒墨水法制备Cu(In,Ga)Se_2和Cu_2ZnSnSe_4薄膜太阳能电池的工艺研究[D];中国科学技术大学;2013年
8 何志才;基于电极界面层调控实现电池高效聚合物太阳池的研究[D];华南理工大学;2013年
9 张希;太阳电池透明电极与质子辐照三结太阳电池研究[D];复旦大学;2009年
10 袁吉仁;新型硅基高效太阳电池的输运性能研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙保平;Cu(In,Ga)Se_2薄膜和CuInSe_2/CdS复合薄膜的制备及光电性能表征[D];河南大学;2012年
2 李海燚;太阳电池缓冲层CdS和Cd_xZn_(1-x)S薄膜的制备研究[D];内蒙古大学;2011年
3 辛治军;柔性衬底CIGS太阳电池的制备[D];天津理工大学;2013年
4 李丽丽;脉冲激光沉积后硒化法制备CIGS薄膜[D];内蒙古大学;2011年
5 吕晶;基于P3HT:PCBM聚合物太阳电池的研究[D];北京交通大学;2011年
6 何杰;脉冲激光沉积工艺对CIGS薄膜成分和微结构的影响[D];内蒙古大学;2011年
7 王淑珍;HIT太阳电池硅片处理及复合透明导电膜的研究[D];江南大学;2010年
8 陆静苹;基于CIGS太阳能电池的吸收层和缓冲层的研究与制备[D];浙江大学;2013年
9 李文科;共蒸法制备CIGS薄膜及其表征[D];暨南大学;2010年
10 沙磊;粉末涂敷法制备CuInS_2太阳电池光吸收层的研究[D];内蒙古大学;2011年
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