隨著能源危機(jī)日益加劇,太陽電池作為一種新能源器件,其發(fā)展引起了人們的普遍關(guān)注。近年來,發(fā)展太陽電池的勢頭很迅猛。雖然碲化鎘太陽能電池的市場份額相比晶體硅太陽能電池的低,但它具有明顯的成本優(yōu)勢,因此吸引了廣泛的關(guān)注。如何繼續(xù)提高CdTe太陽電池轉(zhuǎn)換效率和進(jìn)一步降低成本成為了新的研究熱點(diǎn)。為此,本論文采用電化學(xué)法制備、組裝不同幾何結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)CdTe太陽電池,并詳細(xì)研究了其光電性能。該方法既簡化了工藝,又降低了成本。采用恒電流電沉積法在ITO基底上制備了CdS薄膜,隨后在其上采用恒電位電沉積法制備了CdTe薄膜,形成CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。采用一步水熱法在ITO基底上制備了CdS納米棒陣列,隨后在其上采用恒電位電沉積法制備了CdTe薄膜,從而形成CdTe/CdS三維納米棒陣列異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。采用碳納米管薄膜層作為背電極,對上述兩種異質(zhì)結(jié)組裝了太陽電池并研究了其光電性能。在標(biāo)準(zhǔn)輻照(AM 1.5,100 mW/cm2)下,CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)太陽電池開路電壓為0.294 V,短路電流密度為1.24 mA/cm2,填充因子為0.137,轉(zhuǎn)換效率為0.05%。而CdTe/CdS三維納米...

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 太陽電池研究背景
    1.2 CdTe薄膜太陽電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.1 CdS薄膜制備方法
        1.2.2 CdTe薄膜制備方法及研究進(jìn)展
        1.2.3 背電極
    1.3 納米線(棒)陣列異質(zhì)結(jié)太陽電池
        1.3.1 納米線(棒)陣列異質(zhì)結(jié)特點(diǎn)
        1.3.2 Si納米線太陽電池
        1.3.3 CdTe/CdS納米線太陽電池
    1.4 論文研究的意義
    1.5 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)條件及主要測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
    2.2 材料形貌、結(jié)構(gòu)及原子組成表征方法
        2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線能譜儀(EDS)
        2.2.2 高分辨透射電子顯微鏡(HR-TEM)
        2.2.3 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.4 拉曼光譜儀(Raman)
        2.2.5 X射線光電子能譜儀(XPS)
    2.3 材料光電性質(zhì)表征方法
        2.3.1 紫外-可見分光光度計(UV-vis)
        2.3.2 霍爾效應(yīng)儀(Hall)
        2.3.3 太陽能模擬器
        2.3.4 Keithley 2420
    2.4 太陽電池伏安特性曲線及評價指標(biāo)
第三章 CdS納米薄膜的電沉積制備和表征
    3.1 CdS納米薄膜的電沉積工藝條件
    3.2 CdS薄膜的恒電流法制備及表征
        3.2.1 沉積電流的選擇
        3.2.2 沉積溫度對CdS薄膜的影響
        3.2.3 退火溫度對CdS薄膜的影響
    3.3 CdS薄膜的光學(xué)性質(zhì)研究
    3.4 CdS薄膜的電學(xué)性質(zhì)研究
    3.5 小結(jié)
第四章 CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)的電沉積制備及其光電性能研究
    4.1 CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)的電沉積工藝條件
    4.2 CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)的恒電位法制備及表征
        4.2.1 沉積電位的選擇
        4.2.2 沉積時間對CdTe薄膜的影響
    4.3 碳納米管薄膜背電極的組裝
        4.3.1 碳納米管薄膜的表征
        4.3.2 碳納米管薄膜的純化、鋪展及轉(zhuǎn)移
    4.4 CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)太陽電池的光電性能研究
        4.4.1 光學(xué)性質(zhì)研究
        4.4.2 太陽電池的組裝模型及能帶圖
        4.4.3 太陽電池的光電性能研究
    4.5 小結(jié)
第五章 CdS納米棒陣列的一步水熱法制備和表征
    5.1 CdS納米棒陣列的制備工藝
    5.2 CdS納米棒陣列的結(jié)構(gòu)、形貌的調(diào)控
        5.2.1 ITO導(dǎo)電玻璃放置方向?qū)�CdS形貌的影響
        5.2.2 還原谷胱甘肽的濃度對CdS形貌的影響
        5.2.3 反應(yīng)溫度對CdS形貌的影響
        5.2.4 硫脲濃度的優(yōu)化
        5.2.5 反應(yīng)時間對CdS形貌的影響
        5.2.6 前驅(qū)體濃度對CdS納米棒密度的影響
        5.2.7 退火對CdS納米棒結(jié)構(gòu)和成分的影響
    5.3 CdS納米棒陣列光學(xué)性質(zhì)的研究
    5.4 CdS納米棒陣列電學(xué)性質(zhì)的研究
    5.5 小結(jié)
第六章 CdTe/CdS三維納米棒陣列異質(zhì)結(jié)的電沉積制備及其光電性能研究
    6.1 CdTe/CdS三維納米棒陣列異質(zhì)結(jié)的電沉積工藝條件
    6.2 CdTe/CdS三維納米棒陣列異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)、形貌的調(diào)控
        6.2.1 沉積電位的選擇
        6.2.2 沉積溫度對CdTe薄膜的影響
        6.2.3 沉積時間對CdTe/CdS異質(zhì)結(jié)形貌的影響
    6.3 CdCl₂熱處理對CdTe表面狀態(tài)的影響
    6.4 CdTe/CdS三維納米棒陣列異質(zhì)結(jié)太陽電池的光電性質(zhì)研究
        6.4.1 光學(xué)性質(zhì)研究
        6.4.2 太陽電池的組裝模型
        6.4.3 太陽電池的光電性能研究
    6.5 CdTe/CdS二維異質(zhì)結(jié)和三維納米棒陣列異質(zhì)結(jié)太陽電池的光電性質(zhì)比較
    6.6 小結(jié)
第七章 總結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者與導(dǎo)師簡介
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