MgO/TiO2复合薄膜太阳能电池的性能

用sol-gel法和丝网印刷法制备多孔TiO2薄膜,溶液沉积法制备MgO/TiO2复合薄膜。研究了复合薄膜的表面形貌、断面结构、厚度等性能;组装电池,测定了电池的输出特性曲线。结果表明:MgO/TiO2复合薄膜表面平整,内部具有分布较为均匀的空隙,厚度约14μm;MgO薄膜的复合使染料敏化,敏化太阳能电池的开路电压从0.585V提高到0.659V,短路电流从2.057mA提高到2.348mA,从而使光电转换效率从2.24%提高到3.12%;并分析了MgO薄膜复合提高光电流响应的机理。     

微等离子法制备原位生长TiO2薄膜电极研究

采用微等离子体氧化法制备用于染料敏化太阳能电池的原位生长TiO2薄膜电极。筛选适合制备较高光电性能原位生长TiO2薄膜电极的电解液,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和交流阻抗谱(EIS)考察电解液类型对所得TiO2薄膜电极的表面形貌、晶相组成和内部阻抗的影响,并利用X射线光电子能谱(XPS)和红外吸收(IR)研究染料敏化剂与TiO2薄膜表面的相互作用。结果表明,以(NH4)2SO4为电解液制备TiO2薄膜的光电性能高于硫酸体系所得TiO2薄膜的光电性能,短路电流、开路电压和光电转换效率分别为49μA/cm2,652mV和0.095%。薄膜主要由大量的金红石和少量的锐钛矿和钛组成,并且以(NH4)2SO4为电解液制备的薄膜中,TiO2含量较高。膜层较厚,约为7.5μm。薄膜的内部阻抗相对较小,有利于染料敏化太阳能电池光电性能的提高。所得TiO2薄膜电极的光电性能较高;cis-Ru(dcbpy)2(NCS)2染料可以吸附在微等离子氧化法制备的TiO2薄膜表面。染料cis-Ru(dcbpy)2(NCS)2敏化后的TiO2薄膜XPS谱中出现了O=C-O基团中的C1s吸收峰,说明染料可以吸附在微等离子氧化法制备的TiO2薄膜表面。在红外光谱中,在1 737nm处出现了一个吸收峰,应为酯键羰基振动所引起的,由此可以推断染料与TiO2表面应以类酯键形式结合。     

溶胶-凝胶法制备的染料敏化太阳电池的性能

通过溶胶-凝胶法在ITO和玻璃表面制备了TiO2薄膜,从果实黑米中提取了天然色素作为敏化剂,将KI和I2与有机溶剂作为太阳电池的电解质,组装了染料敏化太阳电池(DSC)。研究了薄膜厚度、烧结时间和染料浸渍时间对染料敏化TiO2薄膜太阳电池性能的影响,实验结果显示,当TiO2薄膜厚度为15μm,在高温500℃条件下保温30 min,在染料中浸渍24 h,组装的电池最佳。实验所获得的电池开路电压达到960 mV,短路电流为0.097 mA,填充因子为0.61。同时,测试了放置时间对太阳电池的影响,旋涂溶胶-凝胶法制备的电池优于涂敷法制备的电池。     

染敏料化太阳能电池中TiO_2薄膜的研究进展

纳米TiO2薄膜的组成及结构在很大程度上影响着染料敏化太阳能电池的光电转化效率。从微观结构、复合结构、掺杂、表面处理四方面综述了染料敏化太阳能电池中纳米TiO2薄膜的最新研究成果,探讨了如何通过提高电池中纳米TiO2薄膜对光的吸收、提高电荷的传输效率、降低电荷的复合来优化电池性能。对TiO2薄膜的表面处理,是今后发展的一个主要方向。     

掺W对染料敏化TiO2电极光电性质的研究

用双靶直流磁控共溅射方法在FTO透明导电玻璃上沉积掺W的TiO2薄膜.采用原子力显微镜、喇曼光谱仪和透射光谱仪对其表面形貌、晶体结构及光学性能进行了分析.研究发现适量的掺w有利于改善TiO2薄膜的表面结构,并有利于提高染料敏化电池的短路电流;但过量的掺w减弱了锐钛矿相,TiO2薄膜转变为金红石相结构;适量W掺杂TiO2薄膜经敏化组装的太阳能电池,有利于提高其短路电流及光电能量转换效率,不利于提高其开路电压.     

溅射功率对染料敏化TiO2电极光电性质的影响

用直流磁控溅射法在不同溅射功率下沉积了TiO2薄膜,并制备了染料敏化太阳能电池。I-V曲线的结果表明,150～200W,随着溅射功率的升高,电池的短路光电流和光电转换效率增大,200W时制备的TiO2电极的光电转换效率较175W时的提高了75%,225W时短路光电流和转换效率均有所下降;从喇曼光谱、透射光谱等的表征可知,200W时沉积的TiO2薄膜开始形成锐钛矿结构,并且其厚度比225W时沉积的薄膜更大。     

Pechini法制备TiO_2薄膜及其在染料敏化太阳电池中的应用

用Pechini法在FTO导电玻璃上制备不同厚度的TiO2薄膜,并组装成染料敏化太阳能电池。XRD结果表明,在450℃退火1h得到了主相为锐钛矿的TiO2。SEM结果表明,TiO2薄膜表面疏松多孔,粒径均匀,厚度在6~15μm。紫外-可见光谱分析表明,TiO2薄膜染料的吸附量随薄膜厚度的增加而增加。光电性能研究表明,在0.005W/cm2的弱光照下,膜1(厚6μm)和膜2(厚15μm)光阳极的光电转换效率分别为6.85%和11.83%;在0.1 W/cm2的模拟标准太阳光照下,膜1和膜2光阳极的光电转换效率分别为1.72%和2.39%。     

染料敏化太阳能电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能研究

采用手工刮涂法制备了染料敏化太阳能电池( DSSC)的TiO2薄膜电极,用解吸的方法和正交试验研究了DSSC电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能,并结合统计分析方法对染料吸附试验数据进行了分析处理.研究结果表明TiO2薄膜电极具有最优染料吸附性能的烧结条件为:以2℃/min的速率升温至450℃,保温50 min后随炉冷却...     

天然染料作为Zn2TiO4太阳能电池敏化剂的研究

从植物的叶、花、果实和果皮中提取出7种天然染料,通过对它们的UV-vis吸收光谱比较发现,从月季叶中提取的染料表现出较好的光响应性.采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶Zn2TiO4薄膜电极,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶相及表面形貌进行了表征;制备了月季叶染料敏化Zn2TiO4电极,并以此为光阳极组装了...     

聚乙二醇共水热合成TiO2纳米晶多孔薄膜

以钛酸丁酯为原料,在水热过程中加入聚乙二醇(分子量2 000)合成TiO2纳米晶,并制备多孔薄膜用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-vis)对纳米晶粒的晶体结构、薄膜的表面形貌、厚度和光学吸收性能以及电池的光电能量转换性能随聚乙二醇的加入量变化的规律进行了探索。结果表明,聚乙二醇的加入抑制了锐钛矿相TiO2晶粒的生长,诱导了金红石相的形成。当聚乙二醇的加入量为TiO2质量的5%时性能达到最佳,采用单层多孔薄膜以及不添加四-叔丁基吡啶的电解质组装的电池获得了2.86%的光电能量转换效率。     

氧流量对绒面氧化锌透明导电薄膜性能的影响

利用中频脉冲磁控溅射工艺制备了低阻高透过率的ZAO薄膜,用湿法腐蚀的方法将制备的平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间得到绒面ZAO薄膜.研究了氧流量对腐蚀后薄膜表面形貌的影响.结果表明,随着氧流量的增大腐蚀后薄膜的表面形貌由花瓣状逐渐为适合太阳电池的陨石坑状,在氧流量为3.6 sc-cm时(氩流量为12 sccm)得到最好的绒面ZAO薄膜,继续增加氧流量,薄膜开始变得粗糙,说明薄膜的表面形貌又变差.     

氧气浓度对ZnO薄膜表面形貌和微结构的影响

采用反应磁控溅射技术,在SiO2基底上制备了ZnO薄膜。通过原子力显微镜(AFM)和X射线电子能谱仪(XPS)对薄膜表面形貌及微结构进行了表征,分析了氧气之体积分数φ(O2)为40%~60%时,对薄膜表面形貌和微结构的影响。结果表明:随着氧气体积分数的增大,薄膜c轴晶向生长减弱,表面形貌趋向平整,氧化反应程度增强;?(O2)为60%时,薄膜表面粗糙度约为3nm,其内部的r(Zn:O)接近1:1。     

WZO薄膜生长及氧流量对其特性的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(ZnO:W,即WZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜并研究了氧气流量对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响。实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,且适当的氧气流量是制备优质WZO薄膜的关键因素。WZO薄膜表面形貌受薄膜结晶质量的影响。当氧气流量为2.08×10-7 m3/s时,WZO薄膜在400～1 500nm透过率达到84.5%,电阻率为4.61×10-3Ω.cm,迁移率为20.5cm2v-1s-1。XPS测试表明WZO薄膜中Zn和W均处于氧化态,其中W元素呈现W6+价态。     

氧化铁镍薄膜的制备与表征

首先提出射频反应磁控溅射中薄膜沉积速率同O2流量和溅射功率关系的理论计算模型;其次根据这一理论计算模型,在O2/Ar气氛中,利用射频反应磁控溅射制备氧化铁镍薄膜;最后分别采用台阶仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子扫描镜(SEM)和电化学工作站对薄膜进行了表征,并分析了在制备过程中O2含量、工作压强和溅射功率对薄膜的沉积速率、结构、组分和表面形貌的影响.实验验证了所提出的理论计算模型以及Ni3 的存在;得到了膜厚与晶型以及工作压强与形貌的关系;电化学测试结果为:在电流密度为8 mA/cm2时的过电势为284 mV.     

水热—溶胶凝胶法制备PZT薄膜

采用水热—溶胶凝肢法制备了锆钛酸铅( PZT)压电陶瓷薄膜.首先利用水热法处理Si基板,使之生成SiO2/Si层,然后采用旋涂法在处理好的Si基板上涂覆摩尔比r(Zr:Ti)为52:48的PZT前驱体溶胶.研究了基板处理方式、退火温度以及涂胶层数对PZT薄膜结晶性能、表面形貌及厚度的影响.结果表明:水热处理Si基板对P...     

La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3薄膜的制备及NTC特性研究

为研制具有较低室温电阻值的NTC薄膜热敏电阻,以La0.6Sr0.4CoO3陶瓷为靶材,采用RF磁控溅射法,在Al2O3基片上沉积了La0.6Sr0.4CoO3(LSCO)薄膜。研究了溅射过程中氩氧体积流量比对LSCO薄膜结晶性能和方阻的影响以及LSCO薄膜的阻温特性。结果表明:随着氩氧体积流量比的增加,LSCO薄膜的主晶相衍射峰强度及方阻均先增大后减小。LSCO薄膜具有显著的NTC特性,室温时的电阻温度系数α25为2.24×10–5;其lnR-T–1曲线具备良好的线形度,线性偏差仅为2.09%;另外,其室温时的电阻R25仅为18.75k?。     

Effect of bath temperature on the properties of CuInxGa1-x Se2 thin films grown by the electrodeposition technique

Electrodeposition is a promising and low cost method to synthesize CulnxGa1-xSe2 (CIGS)thin films as an absorber layer for solar cells. The effect of bath temperature on the properties of CIGS thin films was investigated in this paper. CIGS films of 1 μm thickness were electrodeposited potentiostatically from aqueous solution, containing trisodium citrate as a complexing agent, on Mo/glass substrate under a voltage of-0.75 V, and bath temperatures were varied from 20 to 60 ℃. The effects of bath temperature on the properties of CIGS thin films were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy. XRD revealed the presence of the CuIn0.7Ga0.3Se2 phase, the optimal phase for application in solar cells. The grain dimensions and crystallizability increase along with the increase of the bath temperature, and the films become stacked and homogeneous. There were few changes in surface morphology and the composition of the films.     

Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35-δ)固态电解质化学溶液法的合成与性能

用化学溶液法合成了Bi2Cu0.1V0.9O5.35-δ(BICUVOX.10)材料,研究了材料的物相、表面形貌和电学特性.BICUVOX.10薄膜具有室温稳定的高电导γ相.在LaNiO3/Si衬底上,BICUVOX.10薄膜具有(001)择优取向,平均晶粒大小约为200nm.低频范围的介电损耗来源于氧空位的短程扩散,BICUVOX.10薄膜主要表现为晶粒电导特性.BICUVOX.10薄膜中氧离子电导激活能约为0.3 eV,氧离子电导率约为5×10-2S.cm-1.     

磁控溅射法沉积TiO2低辐射膜及AFM分析

用直流反应磁控溅射法在玻璃基片上,在不同氧分压条件下制备了一组TiO2低辐射薄膜样品.用原子力显微镜(AFM)观察了不同制备条件下得到的TiO2薄膜样品的表面形貌,并测量了它们的红外透过率,发现随着氧分压上升,薄膜晶粒长大,红外透射率降低.     

c轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用MOCVD法在蓝宝石(0001)单晶衬底上生长AlN压电薄膜。用XRD和原子力显微(AFM)技术表征薄膜的微观结构。研究了衬底温度、TMA和NH3流量、反应室气压对AlN薄膜织构特性的影响,并对薄膜生长的工艺参数进行了相应优化。结果表明:在优化条件下制备的AlN薄膜高度c轴择优取向,(0002)峰摇摆曲线半高宽仅为0.10°,且薄膜表面平整,椭圆偏振法测出其折射率为2.0～2.4。