镁钙铝合金阴极小分子有机太阳能电池

为了提高小分子有机太阳能电池电极对载流子的收集能力,并提高激子的分离效率,文章采用不同比例的Mg/Ca/Al合金及纯Al分别制备了结构为ITO/CuPc(20 nm)/C60∶CuPc(10 nm)/C60(30 nm)/BPhen(10nm)/Mg(x%)∶Ca∶Al(100 nm)和ITO/CuPc(20 nm)/C60∶CuPc(10 nm)/C60(30 nm)/BPhen(10 nm)/Al(100 nm)2种(共5组)有机光伏器件(OPV),并对这5组有机光伏器件进行对比分析,以此来研究阴极材料组成对有机光伏器件性能的影响,并获得性能更优的有机光伏器件。研究结果表明,与纯Al阴极相比,Mg/Ca/Al合金阴极可以提高电极对载流子的收集效率,有助于提高有机光伏器件的光电转换效率,并且当合金阴极中Mg的质量分数为20%时,有机光伏器件性能最优,在光功率密度为100 m W/cm~2的模拟光源AM1.5G照射下,该有机光伏器件的开路电压为0.34 V,短路电流密度为6.90 m A/cm~2,光电转换效率为0.91%,光电转换效率比同结构纯Al阴极器件提高了88.24%。     

制备温度对(a-C∶Fe)/Al_2O_3/Si结构光电转换效应影响的研究

采用脉冲激光沉积法在n-Si(100)衬底上制备氧化铝膜(Al2O3)和不同温度下的铁掺杂非晶碳薄膜(a-C∶Fe)。I-V特性曲线表明:制备的a-C∶Fe/Al2O3/Si异质结结构具有明显的整流特性和光伏效应,碳膜的制备温度对a-C∶Fe/Al2O3/Si结构电池光伏性能有显著影响。合适的沉积温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,在碳膜制备温度为350℃时,异质结获得最佳光电转换效率。当制备温度超过350℃时,电池的开路电压与短路电流大幅度减小。通过对a-C∶Fe膜的拉曼光谱分析显示,随着制备温度的升高,非晶碳膜的结构经历了从类金刚石向类石墨化的转变,从而对电池的光电转换特性造成显著影响。     

体异质结有机光伏电池物理性能模拟

基于光学干涉效应和载流子传输理论建立体异质结有机光伏电池模型.模拟分析了体异质结光伏电池有机层厚度与激子产生率、载流子密度以及短路电流密度之间的关系,并通过实验进行验证.体异质结有机光伏电池物理性能模拟为提高电池的光电转换效率提供理论基础.     

基于宽带隙P-I-N结构的高效有机小分子太阳电池

研制了一种采用混合的P-I-N异质结结构、基于混合ZnPc和C60的有机小分子太阳电池。该有机太阳电池光电转换由ZnPc和C60异质结混合成膜完成,电子和空穴分别通过n掺杂和p掺杂的宽带有机层传输至阴极和阳极,不同掺杂的电子或空穴传输层由精确控制两种有机小分子的蒸镀速率来实现;其中空穴传输层采用N,N,N’,N-’Tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine(MeO-TPD)为基底材料和Tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane(F4-TCNQ)为掺杂材料,电子传输层采用C60为基底材料,而掺杂材料为Leuco Crystal violet(LCV)。实验发现:可以通过改变光电转换层和电子传输层的厚度,优化器件的结构;与未掺杂的有机薄膜相比,掺杂的宽带有机传输层导电率提高了3~4个数量级,并且它们几乎不吸收太阳光;电子传输层的厚度直接影响太阳电池的转换效率,这与薄膜光学的预期结果相符;当增大光电转换层的厚度,不仅增加了光吸收,同时电子空穴的复合率也随之增加,因此器件的填充因子降低。实验结果表明:该有机太阳电池的光电转换效率可达2.4%。     

掺钨氧化铟薄膜厚度对异质结电池性能的影响

研究工业化反应等离子体沉积(RPD)设备制备的掺钨氧化铟(IWO)薄膜的厚度变化对薄膜光电性能和非晶硅/晶体硅异质结(SHJ)电池性能的影响。X200℃退火后具有良好的结晶性。通过控制IWO薄膜的沉积时间,制备IWO薄膜厚度递增的一系列8英寸SHJ电池样品。研究发现随着IWO膜平均厚度为82 nm时,SHJ电池转换效率最高达到21.87%,对异质结电池工业化生产具有指导意义。     

碘三离子后处理对钙钛矿太阳电池的影响研究

采用碘三离子(I₃^-)作为提升钙钛矿太阳电池性能的界面修饰材料，对钙钛矿体相及上层空穴传输材料的接触界面进行修饰和改性，钝化光活性层上表面缺陷，以优化光电转换器件的转换效率。由反溶剂法和后处理的形式，制备平面异质结电池，运用该界面钝化策略改善后的器件效率达到18.9%，且电池的稳定性也得到增强，600 h后仅有5%的性能衰减。通过物相和光电性质等表征与测试，系统地研究电池的形貌及性能参数，探究不同浓度的I₃^-对器件性能的影响作用和机理。研究发现，该缺陷钝化策略对钙钛矿膜层进行处理后，能有效改善钙钛矿材料的结晶性，减少其表面陷阱态缺陷，降低钙钛矿与空穴传输层的载流子界面传输势垒，且I₃^-与钙钛矿能形成钝化层，起到隔绝水氧的作用，使其稳定性得到改善。     

华侨大学研发紫外光响应杂化太阳能电池北大核心

据华侨大学报道,该校课题组研制出一种基于二氧钛／聚3-己基噻吩异质结的杂化太阳能电池．这种无机一有机杂化太阳能电池在紫外光辐照（标准光强）下其光电转化效率为1．28％紫外光响应的太阳能电池对光伏电池和光电器件的理论研究和实际应用都具有一定意义。     

高效硅基异质结太阳电池的ITO薄膜研究

研究室温下通过直流磁控溅射方法制备高性能非晶ITO薄膜的光电特性,并分析不同结晶度的ITO薄膜对硅基异质结太阳电池性能的影响。结果表明:非晶态的ITO薄膜具有高的载流子迁移率和高的光学透过率;当退火温度高于190℃时,随退火温度的上升,薄膜的结晶性逐渐增强,但其光学性能和电学性能都呈逐渐降低的趋势。通过优化退火温度可获得电阻率为4.83×10~(-4)Ω·cm、载流子迁移率高达35.3 cm~2/(V·s)且长波段相对透过率大于90%的高性能非晶ITO薄膜。对比普通工艺制备的微晶ITO薄膜,在242.5 cm~2的硅基异质结(SHJ)太阳电池上采用非晶ITO薄膜作透明导电膜,其短路电流密度提高0.32 mA/cm~2,可提升电池的光电转换效率。     

一种聚合物/C60异质结有机太阳电池

用MEH-PPV为给体(空穴传输)、C60为受体(电子传输)首先制备了分层和体异质结结构的两种器件,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/C60/Al和ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:C60/Al。之后又制备了结构为ITO/PE-DOT:PSS/MEH-PPV:C60/C60/Al的第3个器件。作者比较了这3种器件的光伏性质,发现器件3的短路电流密度(JSC)比器件1和器件2的分别增加了300%和150%,开路电压(VOC)分别增加了100%和20%。这主要是由于C60层增加了电子由受体传输到负电极的通道并增大了给体受体界面面积。另一原因是此C60层一定程度地阻挡了空穴从有机物向负极的传输,从而有效地改善了太阳电池的性能。     

喷涂热解法沉积CulnS_2薄膜

研究了用喷涂热解法制备的CuInS_2薄膜的结构和光电性质,以及喷涂热解工艺参数对薄膜结构和光电性质的影响。首次成功地用喷涂热解法制备的CuInS_2薄膜组成了CuInS_2/CdS薄膜异质结太阳电池,报道了电池的初步光伏性质。     

活性层厚度及温度对有机太阳电池的数值分析

利用AMPS-1D软件研究以P3HT∶PCBM为活性层的异质结有机太阳电池的各项性能。仿真结果表明:器件的短路电流、开路电压、光电转换效率、载流子的复合率均随器件活性层厚度的增大而增大,但器件的填充因子和内建电场随厚度的增加而减小。温度影响开路电压,但对短路电流影响不大。通过曲线的拟合发现,填充因子随着活性层厚度的增加呈现一次指数衰减,光电转换效率呈现一次指数增加的趋势。     

高效三功能层单晶薄膜太阳电池的研究

讨论了ZnSe/GaAs/Ge等三功能层梯度掺杂异质单晶薄膜复合光电极的结构,分析了把它用于光电化学太阳电池、光伏太阳电池、肖特基光伏太阳电池时的工作机理及优点.实验结果验证了理论分析.在进一步提高太阳电池转换效率方面,该复合光电极值得进一步研究.     

高分子光伏电池的进展

对高分子光伏电池的单层、双层、分散异质结、分子异质结模型的发展过程和各自优缺点作了比较详细的介绍,同时分析了高分子光伏电池尚存在的问题,提出了如何改进的方法(或方向),特别指出可以通过合成新的窄带隙光电活性材料和精确控制材料形态来提高总能量转换效率,并探讨了高分子光电池的发展前景。     

基于PMo_(12)修饰的TiO_2纳米管薄膜光电转换效率提升研究

为了抑制TiO_2纳米管薄膜发生光电转换时电子-空穴的复合,提高该纳米管薄膜的光电转换效率,文章利用H3PMo_(12)O40(PMo_(12))修饰TiO_2纳米管薄膜,然后将修饰后的纳米管复合薄膜组装成光伏电池,最后测量该光伏电池的光电转换效率,以此来研究PMo_(12)对TiO_2纳米管薄膜光电转换效率的影响。分析结果表明:利用PMo_(12)修饰的TiO_2纳米管薄膜的光电转换效率为5.4%,未利用PMo_(12)修饰的TiO_2纳米管薄膜的光电转化效率为0.36%,这说明PMo_(12)能够极大地提升TiO_2纳米管薄膜的光电转换效率。     

Al2O3修饰层对抑制CdSe量子点敏化太阳电池界面电子复合的研究

量子点敏化纳米TiO2太阳电池（QDSSCs）因成本低廉,近年来得到广泛关注。但是其光电转换效率仍然较低,其中主要的原因是量子点表面缺陷密度高,表面与界面电子复合严重。本文以Al2O3为纳米TiO2/CdSe QDs的界面修饰层,采用暗态下的电化学阻抗谱（EIS）以及开路电压衰减谱考察了Al2O3对抑制电子复合所起的作用,并简析了其中的作用机理。研究结果表明,TiO2表面修饰Al2O3后,其导带边上移;此外,TiO2/QDs界面缺陷态降低,界面电子复合降低,使器件的短路电流、开路电压以及填充因子提高,光电转换性能得到改善。     

适用于太阳电池的nc-Si:H薄膜及 nc-Si/c-Si异质结的研究

该文介绍了使用改进的PECVD薄膜沉积设备,制备出掺杂氢化纳米硅(nc-SiH)薄膜,并在此基础上制备了纳米硅/晶体硅(nc-Si/c-Si)异质结;研究了其光学和电学特性.实验表明nc-Si/c-Si异质结具有良好的光电转换性能和稳定性,适用于制造太阳电池.     

光注入提升晶体硅异质结太阳电池性能的研究

该文制备工业尺寸的晶体硅异质结太阳电池,研究光注入对电池光电性能的影响。实验结果表明：光注入有效提升了晶体硅异质结太阳电池的光电转换效率,经过光注入后电池光电转换绝对效率提升了0.33%,均值达到24.47个百分点。对比光注入前后的光电性能参数,其效率提升的主要因素是光注入使得电池的填充因子被有效提升。结合光注入前后电池的Suns-V_oc测试,证实了光注入能使电池的串联电阻大比例降低。因此,光注入改善电池性能的主要物理原因可归结为：串联电阻的降低提升了电池的填充因子。     

不同ZnO/Cu2O异质结电池的光伏性能

采用电化学沉积法,分别制备薄膜/薄膜型(薄膜型)和薄膜/纳米线型(复合型)Cu2O/ZnO异质结太阳电池,并通过光吸收谱和电流-电压谱测试两类太阳电池的性能。研究发现,与薄膜型异质结太阳电池相比,复合型电池具有更高的电池转换效率。通过对两种不同太阳电池的结构表明,增大PN结面积和改善异质结界面性质是提升该类异质结太阳电池性能的重要途径。     

氟代苝酰亚胺掺杂聚噻吩薄膜的光伏性能

将两种新型有机n型材料N,N’—二(五氟代苯基)—3,4,9,10—四羧基二酰亚胺(DFPP)和N,N’—二(1,1—二氢十五氟代辛基)—3,4,9,10—四羧基二酰亚胺(DFOP),分别与有机p型材料———聚(3—己基噻吩)(P3HT)共混,制备有机太阳电池。结果发现,当DFPP或DFOP的含量很少(1 wt%)时,氟代酰亚胺可以作为电子受体,通过与聚噻吩之间有效的光致电荷转移作用,提高有机太阳电池的光电流,但使光电压下降;当氟代酰亚胺与P3HT的比例为1:1(重量比)时,有机太阳电池的光电流和光电压都下降。     

国内首个高倍聚光光伏电站投入运营

2010年9月,国内第1个商业化运营的并网高倍聚光光伏电站在威海正式启动。被称之为第3代光伏技术的高倍聚光光伏发电技术使用高效率的多结三五族太阳能电池．光电转换效率达到晶体硅技术的2倍。