研究目的
为降低传统铜掺杂带来的不稳定性及器件性能退化风险,同时调节所需带隙并减少太阳能电池器件的开路电压损失。
研究成果
研究表明,经450°C退火处理的铋掺杂CdTe薄膜具有优化的物理特性,包括更大的晶粒尺寸、最大吸收率以及欧姆特性,使其适用于高效镉基太阳能电池的吸收层应用。
研究不足
该研究聚焦于铋掺杂与热退火对太阳能电池用CdTe薄膜物理性能的影响。研究局限性包括退火条件特定(温度范围150-450°C)及铋掺杂浓度固定(2%)。未探究这些薄膜在实际太阳能电池器件工作条件下的性能表现。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用电子束沉积法制备铋掺杂CdTe薄膜,随后进行空气退火处理以探究热退火对这些薄膜物理性质的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用高纯度CdTe化合物材料及粉末状元素金属基铋(Bi)制备含2%铋的铋掺杂CdTe合金。
3:实验设备与材料清单:
沉积过程采用Hind高真空公司BC-300型电子束蒸发设备。表征分析使用X射线衍射仪(XRD,Rigaku Ultima IV)、紫外-可见分光光度计(Perkin-Elmer Lambda-750)、原子力显微镜(AFM,NT-MDT)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS,Bruker)。
4:0)、原子力显微镜(AFM,NT-MDT)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS,Bruker)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将薄膜沉积于清洁基底后,在150-450°C温度范围内进行空气退火,随后采用上述技术对薄膜物理性质进行表征。
5:数据分析方法:
通过分析薄膜的结构、光学、电学及形貌特性,确定铋掺杂与热退火的影响。
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获取完整内容-
X-ray diffraction (XRD)
Rigaku Ultima IV
Rigaku
Examination of crystal structure and crystallographic parameters
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UV-Vis. spectrophotometer
Perkin-Elmer Lambda-750
Perkin-Elmer
Optical absorbance and transmittance measurements
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Energy dispersive spectroscopy (EDS)
Bruker
Bruker
Elemental composition identification
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Source meter
Agilent B2901A
Agilent
Transverse current-voltage (I-V) measurements
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CdTe compound material
Sigma Aldrich
Source material for deposition of CdTe:Bi films
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Bismuth (Bi) in powder form
Alfa Aesar
Dopant for CdTe films
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Atomic force microscope (AFM)
NT-MDT
NT-MDT
Surface topographical studies
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Field emission scanning electron microscope (FESEM)
Morphological images of the films surface
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