柔性非晶硅太陽(yáng)能電池的制備答辯

1、柔性非晶硅柔性非晶硅太陽(yáng)能電池的制備太陽(yáng)能電池的制備材科1001 臧冬冬指導(dǎo)教師：馮曉東目錄目錄v 背景意義背景意義v 電池的制備工藝電池的制備工藝v 前電極和電池的實(shí)驗(yàn)及分析前電極和電池的實(shí)驗(yàn)及分析v 展望展望背景意義背景意義v 非晶硅太陽(yáng)能電池在室內(nèi)弱光下也能發(fā)電，已被廣泛用于非晶硅太陽(yáng)能電池在室內(nèi)弱光下也能發(fā)電，已被廣泛用于鐘表，顯示牌等不直接接受光照的場(chǎng)合下鐘表，顯示牌等不直接接受光照的場(chǎng)合下非晶硅熒光燈非晶硅電子表制備制備工藝工藝研究分析挑選合適的柔性襯底材料研究分析襯底材料的性能，制定相應(yīng)的電池器件結(jié)構(gòu)在襯底材料上制備鋁底電極，優(yōu)化其工藝參數(shù) 分別研究各層非晶硅薄膜的制備工藝磁控濺

2、射鍍膜機(jī)鍍ITO薄膜，為電池前電極基于上述步驟，制備完整電池樣品，測(cè)試其性能。TCO（ITO）P層層I層層N層層ZnOAl電極電極不銹鋼襯底不銹鋼襯底制備工藝制備工藝v 沉積參數(shù)沉積參數(shù)序號(hào)序號(hào)流程流程氣體氣體流量流量(s)壓力（壓力（pa)時(shí)間（時(shí)間（s)功率（功率（w)溫度（度）溫度（度）1Al電極Ar183.810-11200402002ZnOAr183.810-11200402003N1層PH30.615012030300H280SIH4124I1層H280150180030200SIH4125H2輝光H28015060302006P1層H21201006030200SIH412BF3

3、2.47I T O 高阻層Ar183.810-112020200O223.810-1120202008ITO層Ar183.810-12400202009空 氣 破真空制備工藝制備工藝v 非晶硅薄膜沉積參數(shù)的設(shè)置依據(jù)：非晶硅薄膜沉積參數(shù)的設(shè)置依據(jù)： 1.壓強(qiáng)：壓強(qiáng)增大可以增加沉積速率，節(jié)約時(shí)間，減少壓強(qiáng)：壓強(qiáng)增大可以增加沉積速率，節(jié)約時(shí)間，減少成本，但是過高的壓強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致薄膜中缺陷增加成本，但是過高的壓強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致薄膜中缺陷增加。 2.電極間距：電極間距：3cm電極間距無(wú)論是在沉積速率和等離電極間距無(wú)論是在沉積速率和等離子體穩(wěn)定性方面都有優(yōu)勢(shì)子體穩(wěn)定性方面都有優(yōu)勢(shì)。 3.基板溫度：高溫下沉積的薄膜雖然

4、速度慢，但是薄膜基板溫度：高溫下沉積的薄膜雖然速度慢，但是薄膜質(zhì)量更高，薄膜中缺陷態(tài)更少，但是由于我們使用的是不銹質(zhì)量更高，薄膜中缺陷態(tài)更少，但是由于我們使用的是不銹鋼基板，在高溫下容易變形，所以溫度也不適宜鋼基板，在高溫下容易變形，所以溫度也不適宜過高。過高。ITO前電極的工藝優(yōu)化前電極的工藝優(yōu)化不同功率條件下下沉積ITO薄膜透射譜不同壓強(qiáng)條件下沉積的ITO的透過率ITO前電極的工藝優(yōu)化前電極的工藝優(yōu)化不同氧氣流量沉積的ITO薄膜對(duì)應(yīng)的平均透過率不同氧氣流量氣氛下沉積的ITO薄膜方阻分析討論分析討論v 薄膜質(zhì)量的薄膜質(zhì)量的影響因素影響因素 1. 功率：功率有利于高質(zhì)量功率：功率有利于高質(zhì)量I

5、TO薄膜的獲得，但是高功薄膜的獲得，但是高功率會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)離子能量過高，濺射到基板上破壞非晶率會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)離子能量過高，濺射到基板上破壞非晶薄膜薄膜 2. 壓強(qiáng)：壓強(qiáng)：2mtorr壓力下沉積的壓力下沉積的ITO薄膜透過率較好，薄膜透過率較好，其他不同壓強(qiáng)對(duì)透過譜的影響并不其他不同壓強(qiáng)對(duì)透過譜的影響并不大大 3.摻氧量：少量摻氧雖會(huì)使得方阻增加，但是對(duì)薄膜的摻氧量：少量摻氧雖會(huì)使得方阻增加，但是對(duì)薄膜的透過率有利，如果摻氧較多，則方阻太大，對(duì)電池的電學(xué)性透過率有利，如果摻氧較多，則方阻太大，對(duì)電池的電學(xué)性能不利能不利電池性能測(cè)試電池性能測(cè)試v 結(jié)果結(jié)果電池IV曲線圖及性能參數(shù)，器件面積55mm2Vo

6、c VIsc（A）Fill FactorEfficiency*100%R at VocR at Isc0.374926250.0012756931.68900.87180.448007462.893結(jié)果分析結(jié)果分析v 電池電池樣品開路電壓偏低，可能為樣品開路電壓偏低，可能為p層，層，n層摻雜不理想，層摻雜不理想，電子和空穴的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)差距偏小；電子和空穴的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)差距偏??；v 電池的短路電流很小，考慮為非晶硅薄膜的缺陷較多和前電池的短路電流很小，考慮為非晶硅薄膜的缺陷較多和前后接觸界面的復(fù)合嚴(yán)重，導(dǎo)致載流子不能被有效收集。后接觸界面的復(fù)合嚴(yán)重，導(dǎo)致載流子不能被有效收集。v 電池的填充因子偏低，可能為電極與非晶硅接觸產(chǎn)生的串電池的填充因子偏低，可能為電極與非晶硅接觸產(chǎn)生的串聯(lián)電阻較大和分流電阻聯(lián)電阻較大和分流電阻較小較小。