一維氧化鋅納米錐陣列的制備及其在太陽電池中的應(yīng)用.pdf

1、增強(qiáng)太陽電池對(duì)光的吸收以及促進(jìn)光生載流子向外電路的傳輸,是提高光伏器件效率的兩個(gè)重要途徑。研究表明在薄膜太陽電池中引入納米結(jié)構(gòu),能顯著提高電池的光學(xué)性能,同時(shí)其光電轉(zhuǎn)換效率也有了明顯的提高。但是納米結(jié)構(gòu)的制備常面臨成本高、工藝復(fù)雜、面積小的缺點(diǎn)。針對(duì)這一問題,本文利用成本低廉且操作簡便的方法制備了較大面積的氧化鋅(ZnO)納米錐陣列,并將該結(jié)構(gòu)作為襯底,應(yīng)用于單結(jié)非晶硅薄膜電池中。
　　本文首先利用直流磁控濺射法在玻璃表面制備Zn

2、O:Al(AZO)薄膜,將其作為種子層,隨后使用溶液法在上述種子層上生長ZnO納米棒陣列;探索Zn(NO3)2/HMT與Zn(Ac)2/HMT兩種生長液體系中溶液濃度及1,3-丙二胺、NaCl兩種添加劑對(duì)ZnO納米陣列形貌的影響;鑒于種子層在ZnO生長過程中起到降低成核能的重要作用,通過種子層的腐蝕調(diào)節(jié)了ZnO納米陣列的間距;另外,為了提高ZnO納米陣列的界面性能,在其表面濺射了一層AZO薄膜,從而對(duì)其形貌進(jìn)行改進(jìn),制備出了ZnO納米錐

3、陣列結(jié)構(gòu)。
　　將改進(jìn)后的ZnO納米陣列應(yīng)用于p-i-n與n-i-p兩種結(jié)構(gòu)的單結(jié)非晶硅薄膜電池中。為了比較,利用相同條件沉積吸收層材料,制備平面結(jié)構(gòu)電池。結(jié)果表明,三維p-i-n非晶硅薄膜電池短路電流達(dá)到15.43mA/cm2,較平面電池高21％,電池的效率達(dá)到7.03%,較平面電池高9.16%。對(duì)于n-i-p非晶硅薄膜電池,三維電池短路電流達(dá)到12.19mA/cm2,電池效率達(dá)到5.47%,相對(duì)平面電池分別提高36.97%和3