基于CuInS2纳米晶的光伏器件研究进展.docVIP

毕业论文 院系名称 2012 年 月 日摘要 1 Abstract 2 第一章 绪论 3 1.1 发展太阳电池的意义 3 1.2 CIS薄膜太阳电池的研究进展 4 1.3 本文的工作和内容安排 4 第二章 太阳能电池的基本原理及分类 5 2.1 太阳能电池的工作原理 5 2.2 太阳电池的性能指标 6 2.3 太阳能电池的分类及发展方向 7 第三章 基于CuInS2纳米晶的光伏器件设计 11 3.1 CuInS2半导体性质 11 3.2 基于CuInS2纳米晶的光伏器件的结构 13 3.3 基于CuInS2纳米晶的光伏器件的发展史和研究现状 14 3.4 基于CuInS2纳米晶的光伏器件的产业化情况 14 第四章 CuInS2薄膜的单源热蒸发制备法 16 4.1 CuInS2薄膜的单源热蒸发制备 16 4.2 350℃烧结合成的CIS 薄膜的结构分析 17 4.3 CIS薄膜的形貌及组分分析 17 4.4 CIS薄膜的光学性能 18 4.5 小结 20 第五章 CuInS2薄膜的化学水浴沉积制备法 20 5.1 不同热处理过程对薄膜结晶性能和组分的影响 20 5.2 不同热处理过程对薄膜形貌的影响 22 5.3 小结 23 第六章 CuInS2薄膜的连续离子层反应制备法 24 6.1 关于CuInS2薄膜的连续离子层反应制备法的结果讨论 24 6.2 小结 27 结论 28 致谢 29 参考文献 30 摘 要:随着传统石化能源的日益减少，太阳能作为一种重要的可再生能源逐渐成为人们关注的热点。光伏发电是太阳能利用研究领域中最重要的发展方向之一。过去的几十年里，全球光伏产业发展迅速。目前占市场份额90％以上的是晶体硅太阳电池，由于其使用的原材料高纯硅价格较高，生产过程中能耗高，电池生产成本难以降低，阻碍了它的进一步大范围应用。近年来，薄膜太阳电池由于具有低成本、高性能等优点而引起了人们的广泛关注。CuInS2和CulnSe2(CIS)等I-III-VI2族化合物薄膜电池具有高理论转换效率、直接禁带、高光吸收系数、禁带宽度与太阳光谱相匹配和稳定性好等优点，因此成为很有发展前景的下一代太阳电池。普遍采用的真空法制备此类CIS薄膜虽然成膜质量较好，但设备和技术要求都很高，导致成本较高。采用非真空法如喷涂，颗粒涂覆，电沉积等制备CIS薄膜设备简单，投资少，薄膜的生产成本低，而且容易大面积成膜，有望实现CIS薄膜太阳电池工业化大规模量产，具有很好的发展前景。本文首先分析了太阳能电池的基本原理和性能指标，之后研究了CuInS2的半导体性质及当下基于CuInS2纳米晶的光伏器件的结构。在这个基础上，本文重点研究了CuInS2的三种制备方法，即单源热蒸发制备法、化学水浴沉积制备法、连续离子层反应制备法，以及这三种方法对薄膜结晶性能和组分的影响。 关键词：CuInS2纳米晶 光伏 制备法 英文题目 Abstract:With the increasing decrease of conventional fossil energy, solar energy, as one kind of significant renewable energy, has becoming a focus. The photovoltaic technology is one of the most important development aspects in the utilization field of solar energy．In the past decades，photovoltaic industry in the world developed rapidly．The further massive application of crystalline silicon solar cells，accounting for more than 90% of the world photovoltaic market at present，is prevented by the high production cost of solar cells due to the costly price of high purity silicon raw material and high energy consumption in the production process．Recently, thin film solar cells with the predominance of low cost and high performance have attracted much attention．I-III-