钴掺杂的非晶碳膜/硅异质结的光伏性能研究

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摘要：本文研究了掺钴非晶碳膜/硅异质结的制备与光伏特性。首先，采用脉冲激光沉积技术在N型硅基片上制备掺钴的非晶碳膜。通过拉曼光谱研究了碳膜的非晶结构，在激光照射下测试其I-V曲线研究了非晶碳膜/硅异质结的光伏特性。光伏效应随着温度上升而增强，当温度高于270K时，温度对样品光伏特性的影响变弱，表明样品正常工作的温度范围较宽。而传统的光伏器件总是在低温下才展现出更好的光伏特性。为此，样品与传统的光伏器件相比，更适于在温度变化较大的复杂工作环境下工作。54594

毕业论文关键词：掺钴非晶碳膜，脉冲激光沉积，拉曼光谱，光伏特性

Abstract：In this thesis, we study the preparation and photovoltaic properties of cobalt doped amorphous carbon film/ silicon heterojunctions. First of all, cobalt doped amorphous carbon films were deposited on N - type silicon substrates using pulsed laser deposition technique. Then, we studied the structure of amorphous carbon films by Raman spectroscopy, and their photovoltaic properties through I-V curves measurement under laser irradiation. Photovoltaic effect is enhanced with the rise of temperature. When the temperature is higher than 270K, the influence of temperature on the photovoltaic properties of the samples becomes weak, which shows that the range of temperature for normal work is very wide. And traditional photovoltaic devices always show better photovoltaic properties at low temperature. Therefore, compared with the traditional photovoltaic devices our samples are more suitable in complex environment.

Key words: cobalt doped amorphous carbon film, pulsed laser deposition, Roman spectra, photovoltaic properties

1 绪论 5

2 非晶碳膜的制备与结构 7

2.1脉冲激光沉积 7

2.2 非晶碳膜的制备 9

2.3 拉曼散射分析非晶碳膜结构的原理 10

3 非晶碳膜的结构与光伏特性表征 11

3.1 非晶碳膜的结构分析 11

3.2 非晶碳膜的光伏性质 12

结论 14

参考文献 15

致谢 16

1、绪论

太阳能光电池主要用作电源，对它的要求是转换效率高、成本低。由于它具有结构简单、体积小、质量轻、可靠性高、寿命长、在空间能直接利用太阳能转换为电能的特点，因而它不仅成为航天工业上的重要能源，还被广泛地应用于供电困难的场所和人们的日常生活中。

典型的太阳能电池本质是一个半导体二极管(PN结) , 它利用光生伏特效应原理把太阳能转换为电能。即用光照射半导体的PN结就可以产生这种效应。基于光伏效应的光伏技术的研究始于100多年前。1839年，法国物理学家A.E.贝克勒尔意外发现的，用两片金属浸入到溶液中可以构成伏特电池，光照时会产生额外的伏特电势。1873年，英国科学家Wiloughby Smith观察到硒材料对光敏感，并且推断出在光的照射下，硒导电能力的增加量正比于光通量。1880年，Charles Fritts开发出以硒为基础的太阳能电池。20世纪30年代，虽然太阳能电池能量转换效率低，生产成本高，但科学家致力于硒太阳能电池的研究。20世纪50年代初光电转换效率为6%的实用单晶，美国贝尔实验室在为远程通讯系统寻找可靠的电源时，科学家发现经杂质处理的硅对光敏感，可产生稳定的电压。1954年，在贝尔实验室恰宾和皮尔怂，第一次做出了硅太阳能电池，开创了光伏发电的新纪元。1995年，以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。源'自:751`!论~文'网www.751com.cn