薄膜太阳能电池窗口材料SnO_2的PECVD制备及其性能研究

【摘要】：二氧化锡(SnO_2)是一种宽带隙的金属氧化物,其薄膜具有可见光透性强、电阻低、化学性能稳定等优点,是一种合适的薄膜太阳能电池窗口材料。本论文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在玻璃衬底上制备了可见光透过率高达80%以上、方块电阻低至81?/□、对衬底附着力强的SnO_2薄膜。 本论文包括以下四个部分: (1)简单介绍了太阳能以及太阳能电池的一些基本知识,重点介绍了薄膜太阳能电池的特点、结构以及薄膜太阳能电池窗口材料的选择问题;阐明课题背景和主要研究内容。 (2)综合介绍了各种制备SnO_2薄膜的方法及优缺点,比较选择出等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)作为制备SnO_2薄膜的最佳方案;设计了PECVD实验平台,并对平台各个部分进行了介绍。 (3)以氯化亚锡(SnCl2)和O2为原料,利用PECVD技术在玻璃衬底上制备了SnO_2薄膜,并利用XRD、SEM、EDAX、紫外分光光度计、双电测四探针测试仪、超声波等检测仪器对薄膜的基本性能进行了测试和分析;探讨了PECVD法沉积SnO_2薄膜的反应机理。 (4)探讨了PECVD工艺参数对SnO_2薄膜晶体结构、表面形貌、光电特性的影响。通过对数据进行分析得到在合适的工作条件下,制备出的SnO_2薄膜均匀,光电性能较好。 本课题制备SnO_2薄膜主要着眼于其在薄膜太阳能电池上的应用。采用PECVD法制备SnO_2薄膜是一种有益的尝试,所获结果对其在薄膜太阳能电池中的应用具有一定借鉴作用和参考价值。 【关键词】：SnO_2薄膜 PECVD 薄膜太阳能电池 窗口材料
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.42
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 太阳能电池10-13
• 1.3 薄膜太阳能电池13-15
• 1.4 薄膜太阳能电池窗口材料的选择15-16
• 1.5 本课题研究背景及主要研究内容16-18
• 2 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)实验平台设计18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 常用薄膜沉积方法18-21
• 2.3 PECVD实验平台的设计21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 PECVD 法制备Sn0_2 薄膜实验及机理分析24-29
• 3.1 PECVD法制备SnO_2 薄膜实验原料的选择24
• 3.2 衬底的选择与预处理24-25
• 3.3 PECVD法制备Sn0_2 薄膜实验25-28
• 3.4 PECVD法制备Sn0_2 薄膜机理分析28
• 3.5 本章小结28-29
• 4 Sn0_2 薄膜性能表征与分析29-35
• 4.1 Sn0_2 薄膜晶体结构测试29-30
• 4.2 Sn0_2 薄膜表面形貌测试30-32
• 4.3 Sn0_2 薄膜成分分析32-33
• 4.4 Sn0_2 薄膜光透射率测试33-34
• 4.5 Sn0_2 薄膜电学性能测试34
• 4.6 本章小结34-35
• 5 PECVD 工艺参数对Sn0_2 薄膜性能的影响35-53
• 5.1 引言35
• 5.2 衬底温度对Sn0_2 薄膜的影响35-41
• 5.3 沉积时间对Sn0_2 薄膜的影响41-44
• 5.4 退火处理对Sn0_2 薄膜的影响44-47
• 5.5 其他工艺参数对51102 薄膜的影响47-51
• 5.6 本章小结51-53
• 6 结论与展望53-56
• 6.1 本论文的主要结论53-54
• 6.2 存在的问题和下一步工作设想54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60

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