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《四川大学》 2004年
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CdTe多晶薄膜的制备及后处理研究

夏庚培  
【摘要】:CdTe具有良好的光电学性质和化学性质,因此成为制备高效率、低成本的多晶薄膜太阳电池理想的吸收层材料。然而,制备高效CdTe/CdS多晶薄膜太阳电池的关键之一是要获得高质量的CdTe多晶薄膜。于是,本文针对CdTe薄膜,研究了其制备工艺和后处理条件对薄膜结构、光电学性质及CdTe太阳电池性能的影响: 系统研究了源温度,衬底温度,环境气压与沉积速率的关系;用XRD,AFM等测试分析手段,研究了在不同气压下沉积的薄膜结构的变化;通过Hall效应的测量,计算了CdTe多晶薄膜的电阻率,载流子浓度及迁移率与温度的关系。分析得出,较高的沉积气压下较为合适的沉积条件为:衬底温度540~580℃,源温度630℃,此时的沉积速率为1~1.4μm·min~(-1),薄膜均匀、致密;结晶状况较好的衬底上沉积的CdTe薄膜质量较好;刚沉积的CdTe薄膜晶格常数随沉积气压升高变大。Hall效应测试表明,CdTe多晶薄膜的电阻率随着温度的升高呈单一下降趋势。在20-80K范围内面电阻率随温度的升高下降较快,80-300K范围内下降较慢。 在不同气氛(氮、氧)下对CdTe薄膜进行CdCl_2后处理,研究了薄膜结构和光学性质的变化,讨论了氧在CdCl_2后处理过程中的作用。用AFM观察处理前后CdTe薄膜的表面形貌,发现在退火后CdTe薄膜表面出现了均匀分布的小颗粒,这些小颗粒直径在100nm左右,而这一现象在过去做的扫描电镜(SEM)表面形貌照片里未发现;用SEM进行断面观察衬底CdS薄膜在退火过程的消耗情况,发现在氧气氛中退火的样品CdS薄膜的消耗较多,而在氮气氛中退火的样品则较少,这表明后处理过程中加入O_2对CdTe/CdS界面的互扩散有相当的促进作用;CdTe薄膜光能隙主要由制备工艺决定,经过不同气氛下后处理后,变 化不大。 研究了退火气氛对电池性能的影响。太阳电池J一V曲线的测试结果表明, 用经过后处理的CdTe薄膜制备的电池性能较好,而有氧气氛下后处理的样品性 能要比纯氮气氛后处理的好。不同氧气氛下后处理的样品的性能差别不是很大。 关键词:CdTe薄膜、太阳能电池、Cdc12后处理 呀
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O484

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【引证文献】
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【参考文献】
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【二级参考文献】
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