CdTe太阳电池中起因于Cu的深能级

在CdTe太阳电池中,易引入并形成Cu深能级中心. 本文采用深能级瞬态谱测试法研究了ZnTe背接触和石墨背接触CdTe太阳电池的部分深能级中心. 研究中运用密度泛函相关理论,分析闪锌矿结构CdTe,Cd空位体系和掺Cu体系的电子态密度,计算得出T_d场和C_3v场下Cu²⁺ d轨道的分裂情况. 计算结果表明,CdTe太阳电池中的E_v+0206 eV和E_v+0122 eV两个深中心来源于Cu替代Cd原子. 计算结果还表明,掺入Cu可降低CdTe体系能量.     

具有高阻抗本征SnO2过渡层的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池

采用超声喷雾热解法制备了具有高阻抗的本征SnO2透明导电膜,将其运用在CdS层减薄了的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池中,对减薄后的CdS薄膜进行了XRD,AFM图谱分析,并对电池进行了光、暗I-V,光谱响应和C-V测试.结果表明,在高阻膜上沉积的减薄CdS薄膜(111)取向更明显,但易形成微孔.引入高阻层后,能消除CdS微孔形成的微小漏电通道,有效保护p-n结,改善了电池的并联电阻、填充因子和短波响应,使载流子浓度增加,暗饱和电流密度减小,从而电池性能得到改善,电池转换效率增加了14.4%.     

CdSxTe1-r多晶薄膜的制备与性质研究

采用真空共蒸发方法制备了CdSxTe1-x多晶薄膜,并用原子力显微镜、x射线衍射和光学透过率谱等研究了CdSxTe1-x多晶薄膜的结构和性质.结果表明薄膜均匀、致密、无微孔,当x≥0.5时为n型半导体,x＜0.5时为p型半导体.CdSxTe1-x多晶薄膜的光学能隙随x变化.结合薄膜的晶格常数和光学能隙得到了薄膜发生相变的组分,当x＜0.25时CdSxTe1-x多晶薄膜为立方相,当x＞0.25时为六方结构.退火后结构没有改变,能隙减小.提出了用CdSxTe1-x多晶薄膜作为缓冲层的新型结构太阳电池.     

CdSxTe1-x多晶薄膜的制备与性质研究

采用真空共蒸发方法制备了CdSxTe1 -x 多晶薄膜 ,并用原子力显微镜、x射线衍射和光学透过率谱等研究了CdSxTe1 -x多晶薄膜的结构和性质 .结果表明 :薄膜均匀、致密、无微孔 ,当x≥ 0 5时为n型半导体 ,x <0 5时为p型半导体 .CdSxTe1 -x多晶薄膜的光学能隙随x变化 .结合薄膜的晶格常数和光学能隙得到了薄膜发生相变的组分 ,当x<0 2 5时CdSxTe1 -x 多晶薄膜为立方相 ,当x >0 2 5时为六方结构 .退火后结构没有改变 ,能隙减小 .提出了用CdSxTe1 -x多晶薄膜作为缓冲层的新型结构太阳电池 .     

Electronic properties and deep level transient spectroscopy of CdS/CdTe thin film solar cells

It is well known that preparing temperatures and defects are highly related to deep-level impurities. In our studies, the CdTe polycrystalline films have been prepared at various temperatures by close spaced sublimation (CSS). The different preparing temperature effects on CdS/CdTe solar cells and deep-level impurities have been investigated by I--V and C--V measurements and deep level transient spectroscopy (DLTS). By comparison, less dark saturated current density, higher carrier concentration, and better photovoltaic performance are demonstrated in a 580oC sample. Also there is less deep-level impurity recombination, because the lower hole trap concentration is present in this sample. In addition, three deep levels, E_v+0.341 eV(H4), E_v+0.226 eV(H5) and E_C-0.147 eV(E3), are found in the 580oC sample, and the possible source of deep levels is analysed and discussed.     

CdSyTe1-y多晶薄膜的制备及光谱表征

采用真空共蒸发法制备了CdSyTe1-y(0≤y≤1)多晶薄膜,并用X射线衍射谱(XRD)、能量色散谱(EDS)研究了CdSyTe1-y多晶薄膜的结构、组分。实验结果表明:石英振荡法监控的组分与EDS谱结果较为一致;当y<0·3时,CdSyTe1-y多晶薄膜为立方结构,当y≥0·3时,CdSyTe1-y多晶薄膜为六方结构。采用XRD线形分析法可计算出CdSyTe1-y多晶薄膜晶粒大小约20～50nm。最后,用紫外-可见-近红外谱(UV-Vis-NIR),测得300～2500nmCdSyTe1-y多晶薄膜的透过率曲线,并结合一阶Sellmeier模型的折射率色散关系,表征了CdSyTe1-y多晶薄膜的光学性质,获得了CdS0·22Te0·78多晶薄膜的光学厚度d～535nm,光能隙Eg～1·41eV,以及吸收系数α(λ)、折射率n(λ)等光学量。结果也表明,采用真空共蒸发法可以制备需要组分的CdSyTe1-y多晶薄膜,对CdSyTe1-y多晶薄膜光学性质的表征方法可推广到其他的半导体薄膜材料。     

用光电子能谱研究CdTe太阳电池的背接触特性

CdTe太阳电池的背电极须采用高功函数金属。通过采用光电子能谱(XPS)分析了高功函数金属Au和Ni分别作为背电极的CdTe太阳电池背接触特性,发现在背电极剥离后,Au在ZnTe/ZnTe∶Cu背接触层表面以Au单质形式存在,扩散深度较浅;Ni扩散到ZnTe/ZnTe∶Cu复合层的深度比Au大,且大多呈离子态,与ZnTe/ZnTe∶Cu复合层中的富Te离子形成Ni_xTe,提高了掺杂浓度,使电池性能获得改善。在两样品中还发现,不论是Te的峰还是Zn的峰,其峰的位移变化都很小,说明两样品中Te和Zn的存在形式没有发生变化。     

射频磁控溅射法制备ZnS多晶薄膜及其性质

实验采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积了ZnS多晶薄膜,研究了沉积气压、退火温度和衬底温度对ZnS薄膜质量的影响.利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构,并计算了内应力值.通过紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱,计算了Urbach能量和禁带宽度.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌.结果表明: 衬底温度为室温时沉积的ZnS薄膜具有较大的压应力,并且内应力值随着工作气压增大而增大,在300 ℃下进行退火处理后内应力松弛,衬底温度为350 ℃时制备的ZnS薄膜内应力小,透过率高,经300 ℃退火处理后结晶质量有所提高. 关键词： ZnS薄膜 射频磁控溅射 内应力     

CdTe/CdS太阳电池I-V，C-V特性研究

测量了CdTe太阳电池器件从50kHz至1MHz频率范围的电容-电压特性，计算了吸收层的载流子浓度和空间电荷区的位置，电容-电压特性测试结果出现两个峰，峰特征与测试频率有关，用多结模型进行模拟分析，解释了实验结果.测量了电池从220K至300K的变温暗电流-电压特性，得出电池的反向暗饱和电流密度J₀和二级管理想因子A，分析了J₀，A随测量温度的变化,并讨论了电池器件的电流特性. 关键词： CdTe太阳电池 电流-电压特性 电容-电压特性     

CdTe太阳电池背接触层的XPS研究

采用共蒸发法在不同条件下制备了ZnTe和ZnTe∶Cu多晶薄膜,通过XRD和XPS研究了它们的结构和各元素的浓度分布。结果表明,不同衬底温度下沉积的薄膜,结构无明显变化,利用XPS溅射剖析获得了薄膜中各成分浓度随溅射时间变化的分布图,发现不同条件下制备的薄膜,溅射速率不同,各成分随溅射时间的变化也不相同。薄膜中Cu的浓度随溅射时间增加而快速增加,并达到一极大值,然后快速下降。根据Cu浓度的变化研究了ZnTe层对Cu原子的阻挡作用,通过对Cu浓度随时间变化分布图的比较,作者认为,用70 ℃制备ZnTe,而后在常温下制备ZnTe∶Cu的复合膜作为CdTe太阳电池的背接触层,能有效阻挡Cu原子的扩散,提高电池效率。