薄膜太阳能光伏器件工艺制备及测试实验教学平台-论文.pdf

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1、ISSN1002-4956实验技术与管理．——第31卷第6期20i4年6月CN11—2034／TExperimentalTechnologyandManagementVo1．31No．6Jun．2014薄膜太阳能光伏器件工艺制备及～一～T一_一蚕一．一眦一一_～-～一三～印罟一m一m眦～～一～一～m一㈨．一l一_一～一～州∞量耋一一一～一哪～蚰一_～一眦y二．测试实验教学平台钟建，顾可可，于军胜，吴援明，黄江(电子科技大学光电信息学院，四川成都610054)摘要：采用磁控溅射和真空热蒸镀方法制备薄膜太阳能电池并测试其光伏性能，使学生了解薄膜太阳能电池的结构及制备工艺，熟悉Keithley半导体

2、测试仪的使用方法，绘制薄膜太阳能电池的电流电压曲线，计算薄膜太阳能电池的各项性能参数，通过对薄膜太阳能电池中每一层薄膜的制备和功能的分析，理解薄膜太阳能电池的结构和工作原理，并运用于工艺实验环节，着力提升学生的创新实践能力。关键词：薄膜太阳能电池；实验教学平台；磁控溅射；创新实践能力中图分类号：G642．0文献标志码：B文章编号：1002—4956(2O14)6～0183一O3Experimentalteachingplatformforfabricationandtestingofthin-filmsolarphotovoltaicdevicesZhongJian，GuKeke，YuJuns

3、heng，WuYuanming，HuangJiang(CollegeofOptoelectronicInformation，UniversityofElectronicScienceandTechnology，Chengdu610054，China)一一～～～一眦一～一．_耋室一m～_一一量．～～一m盯n_霎光伏产业(太阳能电池产业)是全球新能源产业的世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电重要支柱性产业，我国将投入巨资打造新能源的相关池的清洁性、安全性、长寿命、免维护以及资源可再生产业并全面布局相关技术的研究与攻关L1]。光伏系性等优点更加显现]。一些发达国家制定了一系列统是指产生光伏

4、效应的半导体器件_3]，因此，太阳能电光伏发电的优惠政策，并实施庞大的光伏工程计划，为池又称为光伏电池。太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝空间。太阳能电池产业进入了高速发展时期，并带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发尔实验室问世，并首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8。1973年世界爆发石油危机，展_6。]。在1999—2008年的1O年中，世界光伏产业扩此后，太阳能电池受到普遍关注。近10多年来，随着大了2O倍，今后lo年，世界光伏产业仍将以每年30以上的增长速度发展。收稿日期：2013—10—25作者简介：钟建

5、(1972一)，男，重庆，博士，副教授，从事显示技术和光电i主要实验工艺教学设计子器件方向的教学和研究工作‘本实验室的建设目标是力争建成E一个集光伏系—mail：zhongjian@uestc．edu．cn。、。’、、184实验技术与管理统材料合成与表征、器件制备、光电性能测试及系统集子会被加速飞向阳极。如果这些负离子能以较快的速成”的完整的本科教学综合实验平台。该实验平台能度冲击在基片表面，则有可能将沉积的薄膜中的粒子够创造性地完成该专业方向所涉及的本科各阶段的教轰击出来，即负离子反溅射作用，会损坏到基片以及已学任务，争取在新能源领域处于国内领先水平，改变实经沉积的薄膜。验教学的从属地位，使

6、理论教学与实验教学并驾齐驱，(2)直流辉光中气体的离化率低，放电电流密度为高素质人才的培养打下坚实的基础。实验平台是实很小，因此沉积速率不高，制成的薄膜中往往还有较多施素质教育、创新教育、培养高科技人才的摇篮，实验的空隙。教学是学生理论联系实际、巩固和延伸课堂知识不可(3)直流溅射只能溅射导电性能良好的物质，通缺少的重要一环，是培养学生实践能力和创新能力的常仅限于使用金属靶或电阻率在0．1Q·rn以下的非基地j。金属靶，制备的应用范围受到很大的限制。1．1磁控溅射工艺教学设计(4)对化合物靶材和薄膜来说，正离子在轰击阴溅射法制备薄膜主要是利用直流(directcur-极时，靶材中的出射粒子也具

7、有不同的溅射产率，从而rent，DC)或射频(radiofrequency，RF)电源在Ar或使得靶的成分和出射粒子的比例偏离理想比例，而且Ar和N混合气体中产生等离子体，对靶进行轰击，通在不同方向上，各种元素所占比例也有差别，这也会造过控制工艺参数可在各种衬底上获得大面积均匀薄成薄膜成分的不均匀分布。膜l_g]。溅射镀膜主要有以下优点：(1)任何物质都可以溅射，尤其是高熔点、低蒸气压的元素和化合