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。     

Influence of Cu_xS back contact on CdTe thin film solar cells

We present a detailed study on CuxS polycrystalline thin films prepared by chemical bath method and utilized as back contact material for CdTe solar cells.The characteristics of the films deposited on Si-substrate are studied by XRD.The results show that as-deposited CuxS thin film is in an amorphous phase while after annealing,samples are in polycrystalline phases with increasing temperature.The thickness of CuxS thin films has great impact on the performance of CdS/CdTe solar cells.When the thickness of the film is about 75 nm the performance of CdS/CdTe thin film solar cells is found to be the best.The energy conversion efficiency can be higher than 12.19%,the filling factor is higher than 68.82% and the open-circuit voltage is more than 820 mV.     

1.7MeV电子辐照对CdTe太阳电池电流传输特性影响的图谱分析（英文）

研究了1.7 MeV的电子辐照对具有Anti-radiation glass/ITO/ZnO/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu/Ni结构的碲化镉多晶薄膜太阳电池器件性能的影响。抗辐照玻璃的使用,有效防止了普通玻璃受辐照后性能变化对测试结果的影响。利用光、暗I-V,C-V,QE,AS等测试手段,分析了包括开路电压、短路电流、转换效率在内的电池性能。通过对比研究暗电流密度、分析了辐照对电池电流传输特性的影响。辐照后短路电流下降很大,电池效率明显降低。反向饱和电流密度有所增加,表明太阳电池的pn结特性受到损伤,而二极管理想因子几乎不变,说明太阳电池电流的输运机制未发生了变化。量子效率曲线证明是由于太阳电池结区损伤影响了光生载流子的收集。辐照使载流子浓度下降为原来的40.6%。导纳谱研究最终发生辐照会引入Cd~(2+)缺陷能级,其位置为E_1—E_v=(0.58±0.02)eV,俘获截面为1.78×10~(-16)cm~2,表明辐照会影响光生载流子的产生,增加了载流子复合的概率,使得反向暗电流增大,最终导致电池的短路电流衰减。     

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     

近空间升华法氧气氛下CdTe源的性能

在用近空间升华法制备CdTe多晶薄膜时,由于CdTe源在有O2的环境下多次使用,造成了源表面氧化,进而失效,严重影响所沉积的CdTe多晶薄膜性能.文中研究了多次使用后CdTe源结构形貌、成分等性能.结果表明:多次使用后的CdTe源表面有变黄的趋势,源表面有CdO粉末的存在,经H2在一定条件的高温还原,可以去除表面的氧化物,为源的重复使用奠定基础.     

用磁控溅射和退火方法制备AlSb多晶薄膜

采用磁控溅射法在玻璃衬底上制备Al/Sb预制多层薄膜,然后将Al/Sb预制多层薄膜在退火炉中退火得到AlSb多晶薄膜.用X射线衍射(XRD)法测薄膜结构;用扫描电镜(SEM)测薄膜Al/Sb成分比,结果表明AlSb多晶薄膜具有单一的晶相、均匀的结构,以及粒径大约20nm的晶粒.根据电导率(lnσ)与温度(T)的关系得到电导激活能为0.21和0.321eV,为制备出适用于太阳电池的AlSb多晶薄膜奠定了一定的技术基础.     

用共蒸发法制备AlSb多晶薄膜

采用元素共蒸发法结合退火处理制成了AlSb多晶薄膜.利用x射线衍射、透射光谱、暗电导温度关系等方法研究了薄膜的结构、光学和电学性质.发现540℃退火后得到的AlSb多晶薄膜呈立方相结构,间接跃迁光能隙为1.62eV,电导激活能约为0.33eV.研究结果表明,AlSb薄膜有可能成为新型太阳电池的重要材料.     

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     

CdS/CdTe太阳电池的背接触

磷硝酸腐蚀是一种适宜于工业化生产的背表面刻蚀工艺.文中采用磷硝酸腐蚀CdTe薄膜,并用溴甲醇腐蚀作为对照实验,研究了两种腐蚀对材料性质的影响.随后用真空蒸发法分别沉积了四种背接触层,提出了适宜于工业化生产的背接触技术,并从实验和理论上对两种背接触结构的CdTe太阳电池进行了分析.     

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。