Ag/AZO和Ag/ATO背反电极的制备及其光电性能的研究

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ewen2005
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如今,全世界出现能源紧缺问题,能源主要分为两大类:可再生能源与非再生能源。太阳能作为一种新型的洁净能源,不但取之不尽,用之不竭,而且能有效实现零污染排放,是人们以后最理想的能量来源。作为太阳能向电能转化的p-n结型光电器件—太阳能电池受到研究人员的极高关注。薄膜硅基太阳能电池由于厚度在微米的量级上,有效克服了单晶硅太阳能电池高成本的问题,但是前者效率要稍低于后者,所以要对薄膜硅电池进行技术优化来有效提高效率,例如增加上转换与下转换层,优化上下电极表面结构,增加电池的结数等等技术手段,通过这些优化手段确实有效地改善了薄膜电池的光电转化效率。本论文主要研究了通过磁控溅射法制备的薄膜硅基太阳能电池的背反电极,重点考察了通过优化衬底温度与导电薄膜厚度使叠层导电薄膜表面形成较好的类金字塔结构,粗糙化的背电极表面镀上硅基薄膜电池后,在前电极表面上也会出现类似的绒面结构,从而使射入薄膜电池内的光在前后电极乃至电池内部都出现很强的漫散射,使光程得到增大,提高了光子捕获率进而提高光电转换效率,对太阳能电池起到了很好的陷光作用。  AZO与Ag形成的导电薄膜用来作为硅基薄膜太阳能电池的双叠层背反电极。采用磁控溅射技术在载玻片上制得了Ag/AZO导电薄膜,在控制其它溅射参数为最优化的情况下,重点研究了溅射温度对Ag/AZO导电薄膜光电及表面形貌等性能的影响。研究表明随着衬底温度的增加,薄膜的雾度在可见光范围内先增大后减小,当衬底温度为500℃时,雾度取得最大值,在可见光范围内平均达到了95%以上;电阻率随着衬底温度的增加逐渐增大,且衬底温度超过500℃时电阻率急剧增大。在综合考虑其光电性能的情况下,实验得到当衬底温度为500℃时,所获得的叠层薄膜表面的雾度值最好,并且电阻率也很小(8.154×10-6Ω·㎝),这对改善太阳能电池的性能将会有很大作用。  ATO与Ag形成的导电薄膜用来作为硅基薄膜太阳能电池的双叠层背反电极。重点研究了衬底温度与 ATO薄膜厚度对 Ag/ATO导电薄膜光电性能及其表面形貌的影响。研究表明当衬底温度一定时,随着 ATO薄膜厚度的增加,薄膜的雾度在可见光范围内先增加后变小,当ATO薄膜厚度为100 nm时,雾度取得极大值;当ATO薄膜厚度一定时,随着溅射衬底温度的增加,薄膜的雾度逐渐增大,在衬底温度为500℃时,雾度取得最大值。所以当ATO薄膜厚度为100 nm且衬底温度为500℃时,Ag/ATO叠层薄膜的雾度值最理想,平均雾度值超过了97%,同时电阻率也很小。
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