锡酸钡/钙钛矿的界面修饰对钙钛矿太阳能电池性能的影响

三元金属氧化物锡酸钡(BaSnO₃)是一种高性能的电子传输层,改善电子传输层与钙钛矿吸收层之间的界面是提高电池性能的有效方法。通过旋涂法,制备镧掺杂的锡酸钡(LBSO)电子传输层,并在上层旋涂一层[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(Phenyl C₆₁ butyric acid methyl ester, PCBM),修饰电子传输层与钙钛矿吸收层间的界面,分析PCBM层对太阳能电池器件性能的影响。结果表明：PCBM修饰界面能够改善电子传输层的表面形貌,使钙钛矿的晶粒尺寸增大,缺陷态密度减少,抑制界面的非辐射复合;PCBM的修饰能够使电子传输层与钙钛矿层的能级更加匹配,从而提高了载流子的传输效率,使器件开路电压明显提高;PCBM修饰后的器件开路电压从1.07 V提高到1.10 V,获得了17.81%的光电转换效率,且经过16 d后,电池仍能保持初始效率的89.28%。     

NaCl修饰SnO_2/钙钛矿界面的高效钙钛矿太阳能电池

钛矿太阳能电池(PSC)通常由电子传输层(ETL)、钙钛矿光吸收层和空穴传输层组成,而电子传输层/钙钛矿层和钙钛矿层/空穴传输层的界面对钙钛矿薄膜的性质及太阳能电池的性能有较大影响。通过简单的旋涂法,在SnO_2电子传输层上旋涂一层NaCl层,来修饰SnO_2电子传输层与MAPbI_3钙钛矿光吸收层之间的界面。结果表明:NaCl修饰层不仅能提供部分Na~+和Cl~-溶解在钙钛矿前驱体中,辅助钙钛矿结晶,增大钙钛矿晶粒尺寸,而且NaCl能同时与MAPbI_3钙钛矿层和SnO_2电子传输层作用形成Pb—Cl和Sn—Cl键,使界面的化学结合增强,降低界面缺陷态,增强载流子的寿命和传输效率。此外,NaCl修饰层显著降低了电子传输层的功函数,使制得的器件开路电压高达1.141V,太阳能电池最终获得了高达19.49%的光电转换效率。     

铝搀杂氧化锌薄膜的结构与光电特性

ZnO：Al薄膜以其低电导率、高可见光透射率、高红外光反射率等光电特性和原料易得、低成本、无毒、易掺杂、在等离子体中稳定性好、易刻蚀等特点，在平板显示器件、太阳能电池、反射热镜、气体敏感器件、特殊功能窗口涂层等领域有着广阔的应用前景。在重点讨论ZnO：Al薄膜的组织结构、导电机制、透光机制以及搀杂和制备工艺等对ZnO：Al薄膜结构与光电特性的影响基础上，指出了ZnO：Al薄膜目前存在的问题并提出了今后研究的努力方向。     

原子层沉积技术在能源存储和转换材料中的应用

为了应对日益加重的能源危机和环境污染问题,二次能源技术得到了越来越多的重视,发展新一代能源材料是其中的关键。原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)是一种有效的材料沉积和表面改性技术。ALD技术在基底表面沉积的薄膜具有致密、均一的特点,并且能够有精确控制微纳米级至亚纳米级厚度的薄膜的生长。该技术能够制备多种具有优良特性的金属单质、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物薄膜材料,因而在众多方面得到了研究应用。本文简要介绍了原子层沉积技术的相关原理,在锂离子电池、锂硫电池和燃料电池方面的应用成果,并对原子层沉积技术在能源存储和转化材料中的应用前景进行了展望。     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的制备及其湿敏性质的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)的方法,在SiO2/Si衬底成功制备了钙钛矿结构的La0.5Sr0.5CoO3薄膜.对制备的薄膜生长的薄膜进行了XRD测量分析,并且对薄膜的表面形貌进行了测量分析.着重对薄膜的电阻进行了测量,发现环境气氛对电阻的影响,进而对薄膜湿敏电阻进行了测量.     

钙钛矿太阳能电池的研究进展

以钙钛矿材料作为光吸收层的太阳能电池是一种广受关注的新型太阳能电池,其光电转换效率从2009年的3.8%快速增加到2014年的19.3%。本文总结了钙钛矿材料的光电性质和制备方法,然后重点介绍了钙钛矿太阳能电池的结构及通过对各载流子传输层的优化以提高器件的性能,分析了其研究趋势及需要解决的问题。     

2'-羟基苯乙酮二步钝化钙钛矿缺陷

为钝化钙钛矿缺陷,采用2 '-羟基苯乙酮(2-HA)以添加剂和表面改性剂的形式对钙钛矿薄膜进行二次处理,分析其对钙钛矿薄膜形貌、结构和性能的影响.结果 表明:2-HA分子的羰基可以与钙钛矿中失配的铅离子形成配位键,从而钝化钙钛矿薄膜晶界处和表面的缺陷.2-HA作为添加剂可促进钙钛矿结晶,使得薄膜质量提升,提升了薄膜光吸...     

铝搀杂氧化锌薄膜的结构与光电特性

ZnO:Al薄膜以其低电导率、高可见光透射率、高红外光反射率等光电特性和原料易得、低成本、无毒、易掺杂、在等离子体中稳定性好、易刻蚀等特点,在平板显示器件、太阳能电池、反射热镜、气体敏感器件、特殊功能窗口涂层等领域有着广阔的应用前景。在重点讨论ZnO:Al薄膜的组织结构、导电机制、透光机制以及搀杂和制备工艺等对ZnO:Al薄膜结构与光电特性的影响基础上,指出了ZnO:Al薄膜目前存在的问题并提出了今后研究的努力方向。     

TiO_2薄膜表面粗糙度对光学特性的影响

薄膜表面粗糙度是影响薄膜光学性能的一个重要指标,采用Taylor Hobson表面轮廓仪对离子束辅助电子束热蒸发沉积的二氧化钛(TiO2)薄膜表面粗糙度进行了研究.采用椭偏仪通过选择不同的结构模型研究了不同基底粗糙度上沉积的TiO2薄膜的折射率和消光系数.研究结果表明:0.3 nm/s的沉积速率获得的TiO2薄膜表面粗糙度较小;在基底粗糙度较小时,TiO2薄膜具有一定的平滑作用.通过减小基底的粗糙度和考虑混合模型,TiO2薄膜特性有一定的提升,随着薄膜表面粗糙度的增加其折射率趋于2.08,消光系数趋于0.04.     

多元氧化物电子薄膜材料的单胞生长模式与界面应力诱导效应的研究

多元氧化物薄膜,特别是ABO_3钙钛矿结构的薄膜由于有铁电、压电、热释电和超导等特性和在多功能电子器件上的广泛应用而成为电子功能材料研究的热点．该文利用激光分子束外延和磁控溅射等薄膜制备技术,采用反射式高能电子衍射(RHEED)对薄膜的生长进行原位实时的检测分析,确定了在不同的工艺条件下氧化物薄膜的层状、层岛混合和岛状生长模式。优化了薄膜的生长条件,实现了对薄膜生长模式的有效控制,绘制出SrTiO_3、BaTiO_3等薄膜的生长模式图谱。测量计算了薄膜的表面活化能和沉积粒子在表面的有效扩散率,发现氧化物薄膜表面的生长运动单元具有活化能小、迁移时间长等重要特点,采用原子力显微镜(AFM)和掠入射XRD对层状生长薄膜的层厚结构进行了精细测量,提出了氧化物薄膜单胞生长动力学模型,即薄膜生长的主要单元是以B-O八面体为主体的单原胞基团．在此基础上,系统地研究了薄膜生长异质界面应力释放行为和对结构性能的影响,在小失配度、中等失配度和大失配度下体现出的不同生长规律,出现了在临界厚度下的相干外延、应变岛、双晶外延和近重位点阵等现象．最后,通过薄膜和衬底的失配度的选择来调整界面应力的影响,并通过工艺条件来诱导薄膜结构取向,如...     

电化学沉积CdS薄膜及其在CZTS薄膜太阳能电池中的应用

采用硫代硫酸钠、硫酸镉,配以有机酸NTA调节溶液pH值,首次在碱性环境中电沉积制备CdS薄膜,并将其应用到Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳能电池中作为缓冲层．实验探讨了pH值、溶液浓度、沉积电位对薄膜晶体结构、形貌、界面等微观结构以及光学特性的影响、在pH值为9．36、Cd2＋浓度为0．025mol／L、沉积电位为-1．7V时,获得了表面均匀致密而无针孔、近化学计量原子比、禁带宽度为2．4eV的CdS薄膜,将其应用于CZTS薄膜太阳能电池中,所制备的缓冲层CdS薄膜展现了与CZTS薄膜良好的匹配性,CZTS／CdS的P—n结质量得到改善．     

Deposition methods and properties of polycrystalline CdS thin films

CdS thin film was used as a suitable window layer for CdS/CdTe solar cell, and the properties of CdS thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD), chemical bath deposition (CBD) and magnetron sputtering (MS) were reported. The experimental results show that the transmittances of PLD-CdS thin films are about 85% and the band gaps are about 2.38–2.42eV. SEM results show that the surface of PLD-CdS thin film is much more compact and uniform. PLD is more suitable to prepare the CdS thin films than CBD and MS. Based on the thorough study, by using totally PLD technique, the FTO/PLD-CdS(150 nm)/CSS-CdTe solar cell (0.0707 cm²) can be prepared with an efficiency of 10.475%.     

高分子辅助沉积法制备氧化物和氮化物薄膜

高分子辅助沉积法是近年来发展起来的一种薄膜沉积方法。该方法利用高分子与金属键合形成均匀稳定的溶液,将溶液涂覆在基片上后,通过热处理使高分子分解而形成薄膜。该文介绍了使用该方法制备的一些具有代表性的氧化物和氮化物薄膜,包括简单氧化物/氮化物,如TiO2、GaN和AlN等,复杂氧化物/氮化物如(Ba,Sr)TiO3、Ti1-xAlxN等。通过X射线衍射、透射电镜、介电测试和光学测试等方法对薄膜的结构和性能进行了表征和分析,并探讨了基片和工艺条件对结构和性能的影响。这些结果表明高分子辅助沉积法可以广泛应用于制备各种高质量的氧化物和氮化物薄膜。     

ZrO2 与TiO2 介孔薄膜对碳基介孔型钙钛矿太阳能电池的 性能影响

通过旋涂ZrO_2与TiO_2混合浆料,制备钙钛矿太阳能电池介孔层。以孔径较大的ZrO_2/TiO_2混合介孔薄膜(MIX)为基底制备了晶粒较大的甲胺铅碘(MAPbI3)钙钛矿光吸收层。以致密TiO_2薄膜为电子传输层,石墨/碳黑为对电极,制备了钙钛矿太阳能电池。比较了ZrO_2单层介孔、Ti O2单层薄膜、TiO_2+ZrO_2双层介孔与ZrO_2/TiO_2单层混合介孔的钙钛矿太阳能电池的性能。结果表明,用MIX制备的钙钛矿太阳能电池表现出最高的光电转换效率(PCE)和良好的长期稳定性。     

CdS/Cu2O太阳能电池的制备及膜厚对光电性能的影响

采用水浴法和电沉积法制备CdS/Cu2O复合膜,组装成异质结薄膜太阳能电池。通过改变薄膜的厚度,测试了不同厚度的窗口层和吸收层对太阳能电池性能的影响。实验表明,在400 nm厚的CdS薄膜上沉积30次Cu2O薄膜,所获得的复合膜具有最大的填充因子FF(为0.42)和光电转换效率η(0.05%)。并通过实验发现,适当减少CdS窗口层的厚度,可以提高光的透射率,产生更多的光生载流子,提高了光电转换效率。适当增加Cu2O吸收层的厚度,可以提高光的吸收率,产生更多的光生载流子,提高了光电转换效率。     

Antithrombogenic investigation and biological behavior of cultured human umbilical vein endothelial cells on Ti-O film

The cardiovascular disease is the number one cause of morbidity and mortality in the western world. Each year, about 17 million patients in the world die of heart valve dis-ease, arteriosclerosis, etc. About 750 thousands patients is adding in China every year. A lot of new materials are used as artificial blood contacting biomaterials, but blood com-patible biomaterials have not yet been developed. Improving the hemocompatibility of blood contacting biomaterials has become a very important t…     

n-i-p型非晶硅太阳电池中p/ITO界面特性研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,制备n-i-p型非晶硅(a-Si)太阳电池,采用反应热蒸发法制备ITO薄膜作为太阳电池的前电极。通过改变B2H6的掺杂浓度获得了不同晶化率的p层,详细研究了p层性能对p/ITO界面特性以及电池性能的影响。结果表明,在合适晶化率的p层上沉积ITO薄膜有利于优化p/ITO界面的接触特性,将其应用于n-i-p型a-Si太阳电池,能够显著改善电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF),最终,在不锈钢(SS)衬底上获得了转换效率为6.57%的单结a-Si太阳电池。     

Room-temperature sputtered-SnO_2 modified anode toward efficient TiO_2-based planar perovskite solar cells

It is of the utmost importance to promote the charge transport and retard the heterojunction barrier in the functional layers and at their adjacent interfaces to pursuit excellent photovoltaic characteristics of the perovskite solar cells(PSCs). Here, roomtemperature sputtered-SnO_2 films are introduced to modify FTO anode for improving carrier extraction and aligning energy band in the TiO_2-based planar PSCs. For the SnO_2-modified substrate with suitable sputtering duration, the following TiO_2 film exhibits smoother surface roughness, less surface defects, and lower the trap-assisted interfacial recombination than that directly on the FTO, further facilitating the growth of perovskite grain size and promoting the extraction efficiency of charge carriers. On the basis of the optimized SnO_2(6 nm)/TiO_2 stack layer as electron transport layer(ETL), the PSC exhibits an outstanding power conversion efficiency of 21.45%, which is much better than that of the single TiO_2-based device(19.68%). More importantly, the cell with the bilayer ETL shows a long-term stability against air, maintaining over 76% of its initial efficiency after 40 d. These achievements suggest that this study provides a feasible path to design energy level alignment and low temperature ETL for highly efficient and stable PSCs.     

a-Si/μc-Si叠层电池中间层材料SiO_x:H制备研究

为提高a-Si/μc-Si叠层太阳电池的效率,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,制备了系列n型掺磷硅氧(SiOx:H)薄膜作为中间层,研究了CO2/Si H4气体流量比、沉积功率和PH3掺杂浓度等工艺参数对材料光电特性的影响,获得了折射率、电导率和禁带宽度能够在较大范围内调控的SiOx:H薄膜。     

液相沉积法制备TiO_2薄膜及其对304不锈钢的光生阴极防护

采用液相沉积的方法在304不锈钢基体上制备了纳米TiO2薄膜材料,采用XRD、SEM等手段研究了不同沉积时间、不同热处理工艺对薄膜微观结构的影响,采用IM6e工作站研究了薄膜材料的光电化学行为.研究表明,沉积时间为72 h、热处理温度为500℃时,TiO2薄膜具有均匀平整的微观形貌,薄膜主要由锐钛矿TiO2组成.经过热处理的薄膜材料在光照下于模拟海水电介质中均表现出了对304不锈钢的光生阴极防护作用.