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碲化镉太阳电池及相关薄膜的电子辐照特性研究

作　者: 付浪
导　师: 张静全
学　校: 四川大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: CdTe薄膜太阳电池 电子辐照 霍尔系数 载流子浓度 迁移率
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


对SnO2:F、ZnTe:Cu化合物半导体多晶薄膜和CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池进行电子辐照,研究辐照能量、注量对薄膜性质和器件性能的影响,可明晰多晶薄膜和器件的损伤机制,这对发展新型抗辐照、稳定和低质量功率比的空间太阳电池有重要意义。对化合物半导体多晶薄膜的电子辐照研究结果表明,SnO2:F薄膜在受到1MeV不同注量的电子辐照后,除了霍尔系数在辐照后出现增长的趋势外,载流子浓度和迁移率均减小,出现了非线性的变化趋势。而ZnTe:Cu薄膜受到电子辐照后,迁移率及霍尔系数都明显降低,当辐照注量达到1x1016cm-2时,衰降97.8%,载流子浓度随着辐照注量的增大而大幅度增大。对碲化镉多晶薄膜太阳电池进行了不同注量的1MeV电子辐照,结果表明:开路电压与辐照注量基本无关,玻璃辐照变色导致电池短路电流密度降低,辐照可能导致边缘短路加剧,这些因素共同导致辐照后样品转换效率降低;辐照前后电池的二极管理想因子无明显改变,均在2.3-3之间。辐照后的样品在正向偏压超过1伏时,电池电容比辐照前减小约1nF/cm2。对碲化镉多晶薄膜太阳电池进行了不同注量的0.5MeV电子辐照,结果表明:在正向偏压超过1.0伏时,样品受到低注量电子入射后,电池电容比辐照前减小了约0.01nF/cm2。当辐照注量增大后,辐照后的电池电容较辐照前大,增幅随着辐照注量增大而减小。当注量达到1x1016/cm2时,增幅突然增大。电池受辐照后带隙状态密度明显减小,当辐照注量为1.5x1013/cm2时,电池受辐照后NDL比辐照前NDL减小了约3x1013/cm3,随着辐照注量的增大,增幅出现无规律变化。太阳电池的抗辐照性能不但与材料的结构性质有关,也与器件的结构和制备工艺有关。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 引言  8-9
  1.2 地面太阳电池进展  9-16
    1.2.1 第一代太阳电池  9-11
    1.2.2 第二代太阳电池  11-16
    1.2.3 第三代太阳电池  16
  1.3 空间太阳电池进展  16-21
    1.3.1 各种应用于空间的太阳电池  17-21
      1.3.1.1 晶体Si 太阳电池  18-19
      1.3.1.2 非晶 Si 太阳电池  19
      1.3.1.3 GaAs/Ge，InP 太阳电池  19-20
      1.3.1.4 CdTe 太阳电池  20-21
  1.4 本文目的  21-22
第二章 CdTe 薄膜太阳电池与材料的特性研究  22-41
  2.1 引言  22-23
  2.2 CdTe 太阳电池的制备工艺  23-36
    2.2.1 窗口层CdS 的制备  23-24
    2.2.2 CdTe 薄膜的制备  24-28
      2.2.2.1 近空升华系统简述  24-25
      2.2.2.2 近空间升华原理  25-27
      2.2.2.3 背接触层ZnTe:Cu 的制备工艺  27-28
    2.2.4 CdS/CdTe 化合物半导体太阳电池器件的研究  28-36
      2.2.4.1 光I-V 特性测试  28-29
      2.2.4.2 半导体性能测试  29-31
      2.2.4.3 半导体器件的DLCP 特性研究  31-36
        2.2.4.3.1 DLCP 测试原理  32-34
        2.2.4.3.2 薄膜太阳电池的DLCP 测试  34-36
  2.3 半导体薄膜的电子辐照研究  36-41
    2.3.1 能量为1MeV 的电子辐照对 51102:F 透明导电薄膜的影响  36-39
    2.3.2 能量为1MeV 的电子辐照对 ZnTe:Cu 背接触层的影响  39-41
第三章 CdTe 薄膜太阳电池的电子辐照研究  41-59
  3.1 引言  41
  3.2 CdTe 薄膜太阳电池的电子辐照研究  41-59
    3.2.2 能量为1MeV 的电子辐照对CdTe 薄膜太阳电池的影响  41-54
      3.2.2.1 辐照前后的光I-V 特性研究  41-46
      3.2.2.2 辐照前后的暗I-V 特性研究  46-51
      3.2.2.3 辐照前后的 C-V 特性研究  51-54
    3.2.3 能量为0.5MeV 的电子辐照对CdTe 薄膜太阳电池的影响..  54-59
      3.2.3.1 辐照前后的C-V 特性研究  54-57
      3.2.3.2 辐照前后的带隙状态密度比较  57-59
第四章 总结  59-60
  4.1 结论  59-60
参考文献  60-63
发表的论文及参与的科研项目  63-64
致谢  64-65

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
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