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CdS/CdTe薄膜太阳能电池的制备及其特性研究,是一项国际前沿课题。在光伏领域有广阔的发展前景。其中CdS薄膜做为电池的窗口层,其质量直接影响在此基础上制备的吸收层CdTe薄膜质量的好坏,对电池的效率和寿命是非常重要的。在CdS薄膜的众多制备方法中,化学沉积(CBD)方法设备简单、成本低廉,是最有发展潜力的方法。但是在化学沉积制备CdS薄膜的过程中,总伴随着两个机制,即发生在溶液中的同质沉积和发生在衬底上的异质沉积。同质沉积产生大量CdS颗粒,浪费原料,不利于CdS薄膜的生成。异质沉积有两种过程:一种是在衬底上吸附CdS颗粒的过程称为簇簇机制,其导致薄膜形貌粗糙、疏松。另一种称为离子离子机制,由这种机制得到的CdS薄膜均匀致密、平整。由于各种机制在溶液中支配的沉积过程相互竞争,如何控制实验条件,快速制备均匀平整无针孔的CdS薄膜始终是各个实验室研究的焦点。
本文通过对沉积温度、沉积时间、溶液的浓度配比、pH值等影响反应过程的参数进行优化,用化学沉积方法(CBD)制备了均匀致密的CdS薄膜。由于通常CBD方法制备的CdS薄膜有良好的化学配比,所以有很高的暗电阻和很高的光敏系数,然而退火对薄膜的结构、晶粒尺寸、光能隙、载流子寿命都有重要的影响。研究了退火对CdS薄膜的影响。此外涂敷CdCl2处理在其他半导体光伏器件上有巨大的作用。实验还通过XRD、SEM、光谱等手段研究了涂敷CdCl2退火处理对CdS薄膜的影响。发现CdCl2处理对CdS薄膜的质量有显著改善。用CSS方法制备了CdTe薄膜太阳能电池,并对电池的性能进行了探讨。