CuInGaSe2薄膜太阳电池与关键薄膜材料的研究进展

对铜铟镓硒(CuInGaSe2,CIGS)薄膜太阳电池及关键薄膜材料的研究现状及发展方向进行了介绍.重点介绍了一种低成本制备高质量CIGS薄膜的非真空液相法技术,电池转换效率达13.83%.高性能关键电池材料的制备是电池高效和低成本的重要途径,可以实现薄膜太阳电池性能的稳定提升和技术的可持续发展.     

膜厚与紫外光辐照对反应溅射法制备的F掺杂SnO2薄膜结构与光电性能的影响EI北大核心CSCD

以Sn+SnF2为靶材,在衬底温度为150和300℃通过反应磁控溅射法制备了厚度为20~400 nm的F掺杂SnO2(FTO)薄膜,并通过紫外光(UV)辐照对2种厚度(20和240nm)的样品进行了后处理,研究了膜厚和UV辐照时间对薄膜结构与透明导电性能的影响。结果表明:随着膜厚或衬底温度的增加,FTO薄膜结晶度提高,但择优取向保持为(211)面;与此同时,薄膜中压应力增大,而导电性能下降。随着膜厚的增加,薄膜透光性先降低后增加,而其禁带宽度(Eg)先明显增加后趋于稳定。增大衬底温度可增大薄膜的透光性和Eg。UV辐照可明显提高薄膜的载流子浓度,从而增强薄膜的导电性能,但对薄膜的透光性无明显改变。另外,讨论了膜厚引起FTO薄膜结构及光电性能变化的相关机制,分析了UV辐照对FTO薄膜光电性能的改善机理。     

膜厚与紫外光辐照对反应溅射法制备的F掺杂SnO_2薄膜结构与光电性能的影响

以Sn+SnF_2为靶材,在衬底温度为150和300℃通过反应磁控溅射法制备了厚度为20～400 nm的F掺杂SnO_2(FTO)薄膜,并通过紫外光(UV)辐照对2种厚度(20和240nm)的样品进行了后处理,研究了膜厚和UV辐照时间对薄膜结构与透明导电性能的影响。结果表明:随着膜厚或衬底温度的增加,FTO薄膜结晶度提高,但择优取向保持为(211)面;与此同时,薄膜中压应力增大,而导电性能下降。随着膜厚的增加,薄膜透光性先降低后增加,而其禁带宽度(E_g)先明显增加后趋于稳定。增大衬底温度可增大薄膜的透光性和E_g。UV辐照可明显提高薄膜的载流子浓度,从而增强薄膜的导电性能,但对薄膜的透光性无明显改变。另外,讨论了膜厚引起FTO薄膜结构及光电性能变化的相关机制,分析了UV辐照对FTO薄膜光电性能的改善机理。     

反应溅射条件对WO3薄膜光电性能的影响与探索

使用反应溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了附着力强、表面光滑、均匀的WO3光电薄膜,系统地研究了氩气与氧气流量比和溅射功率对该薄膜光电性能的影响。通过XRD、AFM、Mott-Schottky(M-S)分别分析薄膜的物相、形貌、光电性质。光电转化效率(IPCE)测试表明:当氩氧流量比为2和溅射功率250 W时,WO3薄膜的光电性能最好。该薄膜在400 nm波长处的IPCE值高达40%。     

QLED用空穴传输层WO3的形貌调控和光电性能研究

采用溶剂热法在FTO导电玻璃上制备WO3薄膜,通过改变溶剂和添加剂的种类,调控WO3的微观形貌、光学性质和电学性质,以期作为空穴传输材料应用在QLED器件中.利用XRD、FE-SEM、紫外可见分光透射光谱、霍尔测试等方法分析表征样品.实验结果表明,通过溶剂热法成功制备了不同形貌的WO3薄膜,其光学透过率高,载流子传输速率得到明显提高,有望应用在QLED器件中进而提高QLED的器件效率.其中,采用水作为溶剂,并添加2 mL乙腈和0.07 g尿素的溶剂热条件制备的WO3薄膜其载流子传输速率最高为2.678×102 cm2·Vs-1,导电性能最高,电阻率为5.334×10-2 Ω·cm.     

化学浴法制备硒硫化锑薄膜及其相应太阳电池光伏性能的研究

利用酒石酸锑钾、硫代硫酸钠、硒代硫酸钠作为锑、硫、硒源,通过化学浴法成功制备了硒硫化锑(Sb₂S_3-ySe_y)薄膜,组装了结构为FTO/CdS/Sb₂S_3-ySe_y/spiro-OMeTAD/Au的太阳电池,系统研究了化学浴生长时间对所得Sb₂S_3-ySe_y薄膜的微结构、晶相、光学吸收及其相应太阳电池光伏性能的影响。结果表明,当生长时间为5h、7h、9h时,所得Sb₂S_3-ySe_y薄膜的厚度为70nm、100nm、110nm,相应太阳电池的光电转换效率为5.27%、5.66%、5.64%。     

染料敏化太阳电池介孔薄膜电极的研究进展

介绍了染料敏化太阳电池多孔二氧化钛薄膜电极的结构、工作原理及其制备方法,并进一步阐述了减小电荷复合速率、改进薄膜电极性能、提高器件的光电转化效率的方法,主要涉及多孔二氧化钛薄膜电极的复合、掺杂和表面包覆等表面改性处理技术。指出了基于有序二氧化钛薄膜电极、柔性二氧化钛薄膜电极的染料敏化太阳电池和叠层薄膜结构的太阳电池高效的转化效率和应用方便的特点,并在此基础上展望了未来的研究方向。     

FTO薄膜表面激光诱导制备ZnO纳米结构

采用磁控溅射法在FTO(掺氟二氧化锡)玻璃基底表面沉积金属Zn层,再将其置于双氧水溶液中,通过纳秒脉冲激光对其表面进行辐照处理来实现ZnO纳米结构的制备。研究了激光能量密度和扫描速率对ZnO纳米结构的形成和得到的ZnO纳米结构复合FTO(Zn O/FTO)薄膜表面形貌和光电性能的影响。结果表明,当Zn层厚度为200 nm时,可保证FTO薄膜表面既出现完整的Zn O纳米结构,又仅有少量Zn剩余。当激光能量密度为0.80 J/cm2,扫描速率为15 mm/s时,FTO薄膜表面制备出了均匀一致性最好的ZnO纳米结构,此时ZnO/FTO薄膜有最佳的光电性能,其在400～800 nm波段的平均透光率为70.18%,平均反射率为7.10%,方块电阻为9.23Ω。     

染料敏化太阳能电池光阳极制备及其应用

本文采用二氧化钛(P25),粘结剂及溶剂,研磨数小时得到均匀分散的纳米二氧化钛浆料,通过涂布法在FTO导电玻璃衬底上制备了光阳极,并用其组装成染料敏化太阳能电池。经过优化二氧化钛和粘结剂的比例,得到平整、致密、均匀的二氧化钛薄膜。对二氧化钛薄膜进行FTIR、SEM和光学显微镜表征,并对组装电池进行光电性能测试,研究了二氧化钛浆料不同制备条件对太阳能电池性能的影响。结果表明,二氧化钛粉末和粘结剂质量比为4∶3时,制备的二氧化钛浆料稳定性高;涂布厚度为20μm时,电池性能较好。组装的染料敏化太阳能电池在100mW/cm2模拟太阳光照下,光电转换效率达到2.51%。     

AZO导电薄膜的研究进展及应用

综述了透明导电薄膜的性能、种类、制备工艺、研究及应用状况,重点讨论了掺铝氧化锌(AZO)薄膜的结构、导电机理、光电性能和当前的研究焦点,指出了需要进一步从材料选择、制备工艺的研究、多层膜光学设计等方面提高透明导电薄膜的综合性能,以满足尖端技术的需要.     

磁控溅射法制备染料敏化太阳能电池Pt对电极

采用磁控溅射法,通过控制溅射时间在导电基底FTO上制备出了具有不同载Pt量的Pt/FTO对电极,分析了对电极的表面形貌、晶相结构、透过率等。同时,对不同光照模式下组装的染料敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSCs)的光电性能进行了考察。实验表明,正照射模式下,溅射30 s制备的Pt/FTO对电极能获得优异的光电性能,其组装电池的最高能量转换效率达到8.3%,在正照射模式下具有很好的应用前景;由于所制备对电极透光性较差,背照射模式下组装电池的光电性能较低。     

石墨烯-银纳米线复合透明柔性导电薄膜的制备及性能研究

柔性透明导电薄膜拥有优秀的光学及电学性能,目前应用最广泛的即ITO透明导电薄膜,但由于其缺点显著,限制了未来的发展,使得发展新一代透明导电薄膜成为了当今透明导电领域发展的主流。以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为柔性基底,采用了L-B提拉膜法和喷涂法,分部进行了还原氧化石墨烯(r GO)和银纳米线(Ag NW)复合薄膜的制备,研究了不同制备条件对复合薄膜透明度和导电性能的变化的影响。由于还原氧化石墨烯和银纳米线优秀的导电性以及透光性能,使得其在今后的柔性显示设备的应用中展现出了巨大的应用前景。     

CuBi2O4光阴极的旋涂工艺及光电化学性能研究

采用旋涂法在导电玻璃(FTO)上制备了CuBi_2O_4薄膜。通过调控旋涂的次数,得到具有较优光电化学性能的CuBi_2O_4薄膜。同时研究了多次旋涂过程中旋涂转速、烘干温度对制备的薄膜的均匀性的影响。实验结果表明:采用3 000 r/min转速,300℃的烘干温度可以得到均匀的薄膜。旋涂层数为4层时可以得到最优的光电催化性能,较旋涂3次的薄膜性能提升72%。     

负载Pt的透明TiO_2纳米管薄膜的非对称性光电性能

在FTO导电玻璃上采用磁控溅射法和阳极氧化法制备高度透明TiO_2纳米管(TNT)阵列薄膜,然后溅射沉积Pt纳米粒子,退火后获得半透明负载Pt的TiO_2纳米管阵列薄膜(TNT-Pt)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱对薄膜的微观形貌和组成成分进行表征,证实了TNT-Pt薄膜中Pt纳米粒子的存在。测试结果表明,相对于纯TNT阵列薄膜,TNT-Pt薄膜的光吸收边缘明显发生红移,可见光照射下的光电转换效率提高到35倍。此外,鉴于薄膜的半透明性,TNT-Pt薄膜的正面和反面在可见光照射下均进行了光电流测试,薄膜表现出非对称性光电性能,即反面照射时的光电性能明显优于正面照射。     

高温沉积多晶硅薄膜光伏电池研究进展

高温沉积方法制备多晶硅薄膜太阳电池具有电池效率高、制备成本低等优势,在光伏太阳能电池领域具有良好的发展前景。介绍了不同材料衬底制备高温沉积法制备多晶硅太阳能光伏薄膜的方法,介绍了多晶硅薄膜太阳能电池的基本特点和制备工艺的技术要点,并综述了当前多晶硅薄膜太阳能电池面临的重点以及相关的前沿研究领域的最新进展。     

碲化镉薄膜太阳电池研究和产业化进展

碲化镉(Cd Te)薄膜太阳电池凭借制备成本低、温度系数低和弱光性能优异等优势已成为目前最具潜力的薄膜太阳电池之一,且已进入产业化快速发展阶段。尤其在光伏建筑一体化领域,显示出良好的发展趋势。就近年来Cd Te薄膜太阳电池基础研究和产业化技术所取得重大突破进展及产业化现状进行了概述,系统介绍了Cd Te薄膜太阳电池的基本结构和工作原理,总结了近几年来国内外科研机构对各功能层的研究内容及最新进展,最后展望了Cd Te电池的发展趋势和应用前景。     

量子点敏化太阳电池FTO/CoS/CuS对电极的制备与性能

摘要：本文采用恒电位电沉积方法在FTO导电玻璃表面依次沉积CoS和CuS,形成 FTO/CoS/CuS复合对电极用于量子点敏化太阳电池。确定了电沉积电位和电沉积时间,并研究了电沉积温度对电极形貌及电催化活性的影响。对电极的表面形貌和微观结构采用SEM和TEM方法进行表征;对电极的光反射性能采用紫外可见分光光度计进行测试;对电极的电化学性能通过测试交流阻抗、Tafel极化曲线以及J-V曲线进行表征。研究结果表明,FTO/CoS/CuS对电极与电解液界面处的电荷转移阻抗较低,具有更高的光反射率及电催化活性。与Au片、FTO/CoS和FTO/CuS对电极相比,光电转化效率分别提高了132.9%,46.6%,26.9%。     

钙钛矿太阳电池中的液相制备法探究

在有机无机混合钙钛矿(例如CH_3NH_3PbI_3)太阳能电池的制备方法中,为了提高其制备效率,文中将主要采用溶液法,来探究对钙钛矿性能的影响。基于此,研究了溶液法制备器件的最新进展,各种高品质钙钛矿薄膜溶液生长重要的影响因素,以及在钙钛矿太阳能电池中基于电荷载流子动力的钙钛矿薄膜结构;同时,也将考虑到钙钛矿太阳电池的成本和稳定性。溶液法主要会对钙钛矿薄膜的微观结构、薄膜结构、材料组成、杂质相、缺陷/掺杂和界面性质等产生影响。解决方案的条件会最终影响钙钛矿的性能。     

掺氟二氧化锡/二氧化钛复合薄膜的光催化和低辐射性能

采用溶胶-凝胶法在Sn02：F（FTO）低辐射镀膜玻璃衬底上旋涂制备Ti02,获得FTO／TiOz复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见透射光谱、Fourier变换红外反射光谱等手段分析了复合薄膜的结构和形貌。结果表明：FTO／TiO2复合薄膜的光催化性随着Ti02薄膜厚度的变化而变化,当Ti02薄膜的厚度为190nm时具有最佳的光催化活性,并从能带角度解释了光催化性能提高的原因;Ti02薄膜能防止FTO在热处理时发生氧化,热处理后的复合薄膜仍具有较好的低辐射性能。     

Cu_2SnSe_3纳米管阵列薄膜的制备及表征

一维纳米半导体材料由于其独特的物理、化学特性受到了广泛关注。首先利用在FTO透明导电基底上制备了有序且分布均匀的ZnO纳米片阵列薄膜,并以ZnO阵列薄膜为模板,制备了具有空心纳米管结构的Cu_2SnSe_3阵列薄膜。详细讨论了Cu_2SnSe_3阵列薄膜的制备过程,并利用XRD、SEM和UV-vis等对纳米管阵列薄膜的结构形貌及光学性质进行了分析。