薄膜太陽(yáng)電池材料-β-FeSi-,2-和ZnO的制備及研究.pdf

1、β-FeSi2具有高的光電轉(zhuǎn)化效率，是一種很有潛力的薄膜太陽(yáng)電池材料。ZnO具有高的透過(guò)率，是一種優(yōu)良的電池窗口材料。因此，制備高質(zhì)量的β-FeSi2和ZnO薄膜對(duì)實(shí)現(xiàn)它們?cè)谔?yáng)電池中的應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文分別采用固相外延法和Fe/Si多層膜法合成β-FeSi2薄膜，采用常規(guī)電化學(xué)沉積和超聲電化學(xué)沉積制備ZnO薄膜，并運(yùn)用X射線衍射儀，原子力顯微鏡，掃描電鏡，霍爾效應(yīng)測(cè)試儀，光吸收譜儀，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)薄膜樣品的性

2、能進(jìn)行表征。
　　 研究了制備工藝、退火條件以及Fe/Si多層膜的調(diào)制周期對(duì)β-FeSi2薄膜性能的影響，結(jié)果表明，固相外延法合成的β-FeSi2薄膜由β相和ε相組成，且薄膜表面粗糙。Fe/Si多層膜法合成β-FeSi2薄膜由單一的β相組成，且在(220)/(202)方向具有擇優(yōu)取向?？焖贌嵬嘶鹂梢越档虵e/Si多層膜樣品的表面粗糙度，其中調(diào)制周期大的[Fe1nm/Si3.2nm]60多層膜經(jīng)快速退火后表面粗糙度最低。此時(shí)樣品帶

3、隙約為0.89eV，呈p型導(dǎo)電，載流子濃度為1017數(shù)量級(jí)，電阻率為0.31W·cm，霍爾遷移率約為48cm2/v·s。
　　 研究了沉積電壓、緩沖層、超聲振動(dòng)對(duì)ZnO薄膜性能的影響，結(jié)果表明，常規(guī)電化學(xué)沉積的ZnO薄膜為多晶，呈納米柱狀，樣品的可見(jiàn)光透過(guò)率約50~60％。引入ZnO緩沖層后，樣品具有唯一的(002)衍射峰，平均可見(jiàn)光透過(guò)率達(dá)到85％。超聲電化學(xué)沉積的ZnO薄膜在沉積電壓為2.0V時(shí)呈麥粒狀。在ZnO緩沖層襯底上