【摘 要】
：
铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)材料具有禁带宽度合适,吸光系数大,以及原材料无毒且储量丰富等优点,有希望开发出廉价、环保和高效率CZTS太阳电池.为进一步提升光电转换效率,通常在CZTS薄膜中掺杂微量元素进行改性.然而,相对其他制备工艺而言,电化学共沉积掺杂CZTS薄膜存在技术难题.目前,尚未见到电化学沉积CZTS薄膜掺杂相关文献报道.基于我们前期以电化学共沉积法制备高效率CZTS太阳电池
【机 构】
：
华东师范大学 上海市闵行区东川路500号
【出 处】
：
第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
论文部分内容阅读
铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)材料具有禁带宽度合适,吸光系数大,以及原材料无毒且储量丰富等优点,有希望开发出廉价、环保和高效率CZTS太阳电池.为进一步提升光电转换效率,通常在CZTS薄膜中掺杂微量元素进行改性.然而,相对其他制备工艺而言,电化学共沉积掺杂CZTS薄膜存在技术难题.目前,尚未见到电化学沉积CZTS薄膜掺杂相关文献报道.基于我们前期以电化学共沉积法制备高效率CZTS太阳电池(η=8.7％)以及气相输运沉积法制备高效率硒硫化锑(Sb2(S,Se)3)太阳电池(η=8.17％)的基础上,依据第一性原理计算,将电化学共沉积四元CZTS预制层在Sb2Se3气氛条件下,或在预制层表面沉积一层Sb2Se3薄膜,进行硫化退火,实现Sb掺杂CZTS薄膜,提升了太阳电池转换效率.这项工作为电化学共沉积CZTS吸收层掺杂开辟了新的途径,为高效率CZTS太阳电池的研究具有极其重要的指导意义.
其他文献
阳离子掺杂措施已被证实是优化铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4,CZTSSe)薄膜太阳能电池性能的有效手段之一.[1]在本论文中,我们初步研究了稀土铈掺杂对CZTSSe薄膜太阳能电池性能的影响,通过采用酸-胺溶液体系制备出铈(Ce)掺杂的铜锌锡硫薄膜[2],调整薄膜的硒化工艺,得到高质量的吸收层薄膜,并按传统电池器件结构,组装电池器件,测其性能.研究结果表明：随着Ce元素的掺入,CZTSSe
柔性CZTSSe太阳能电池因其无毒、廉价、可柔性等优点在光伏领域中备受关注[1-3].目前,柔性CZTSSe太阳能电池的最高转换效率(PCE)与Schockly-Queisser极限效率依然存在很大差距,其中器件的开路电压(Voc)损耗是效率不理想的重要原因.通过高温硒化制备CZTSSe吸收层是制备高转化效率CZTSSe太阳能电池的常见方法,然而高温硒化过程会使得CZTSSe出现Zn、Sn逸散等问
目前有机无机杂化钙钛矿电池的实验室效率已经达到25.6％，有着广阔的发展前景.但是，钙钛矿电池稳定性问题直接影响其实用化的进程.其中，界面稳定性对于电池性能至关重要.对于平面结构钙钛矿太阳能电池，优异的二氧化钛/钙钛矿吸光层界面性能有助于实现光生电子高效抽取、提高电子扩散效率、降低激子非辐射复合和提升器件稳定性.本研究中，我们通过引入含有羧基基团的小分子与TiO2的相互作用形成单分子层，改变了界面
开发无铅、锡基钙钛矿太阳能电池对制备绿色、环保光伏器件至关重要.遗憾地是，锡基钙钛矿材料的化学稳定性差，通常采用倒置器件结构来制备锡基钙钛矿太阳能电池，且器件效率和稳定性都高度依赖于空穴传输材料的选择.本工作中，我们报道了一种通过弱碱沉淀法合成无机氧化镍(NiOx)纳米颗粒的方法.该方法能够在宽的pH窗口内获得高度分散的NiOx纳米颗粒.同时，将其用于FASnI3钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，优化
锌黄锡矿型Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)因具有组成元素含量丰富且无毒、带隙与太阳光谱匹配以及光吸收系数大等优点,近年来受到了广泛研究[1-2].目前,阻碍CZTSSe光伏器件性能进一步提升的主要原因是电池的开路电压损耗较大.最新的研究结果表明,CZTSSe吸收层薄膜中的SnZn深能级缺陷是造成光伏器件开路电压较低的重要原因[3].使用同主族元素Ge部分取代Sn是一种抑制SnZn反位
高效的光伏发电是实现碳中和战略目标的主要依靠.硅基叠层电池有望突破肖特基-奎赛尔理论极限,降低光伏发电成本,是后硅时代重点发展的关键技术之一[1].1.7 eV左右宽带隙顶电池是硅基叠层电池的研究重点,以碲锌镉、钙钛矿等为代表的宽带隙太阳能电池材料已取得一定成功,但在制备成本、器件效率、器件稳定性等方面仍存在突出挑战[2].因此,可应用于硅基叠层电池的顶电池具有重要研究意义.硒化镉属于Ⅱ-Ⅵ族二元
目前铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)由于电池的界面复合比较严重,导致电池开路电压和填充因子都比较低,因此其最高转换效率仅为11％左右.我们针对CZTS电池界面问题首先设计了新的电池结构,研究了器件退火对ITO薄膜性能、电池界面元素扩散、载流子浓度和界面能带排列的影响规律,获得了基于阳离子掺杂纯硫化物CZTS电池效率超过12％；然后回顾了课题组对化学浴沉积硫化镉方法的一系列改进,提出了一种高
柔性Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池因其可以卷曲、可实现便携式穿戴功能等优点有望拓宽太阳能电池的应用[1-3].器件的填充因子(FF)不高是影响CZTSSe太阳电池效率的一个重要因素,尤其是柔性器件,在其制备过程中衬底的柔性特点对器件的FF有很大影响.串联电阻(Rs)是FF损耗的主要来源之一[4].因此,我们提出了一种新的器件结构 Mo/CZTSSe/CdS/ITO (Ty
柔性Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池因具有材质柔软、可弯折、厚度薄、质量轻、功率质量比高、便于携带等优点在光伏领域中备受关注[1-3].从应用的角度出发,柔性CZTSSe电池在光伏建筑一体化、可穿戴设备等领域具有很大的潜力.然而柔性CZTSSe电池大多都采用CdS作为缓冲层,CdS做为缓冲层主要有两种劣势：Cd元素的毒性问题和CdS的低带隙(2.4eV)造成的短波损耗.因此
在众多的柔性衬底中,由于Ti衬底具有合适的热膨胀系数,也有作为CZTS薄膜衬底的报道.CZTS薄膜的硫化处理使衬底元素Ti在CZTS薄膜中存在大量扩散,降低了CZTS薄膜太阳能电池的光伏性能[1].目前调控衬底元素在电池吸收层薄膜中的扩散的主要方法为CZTS薄膜和Ti衬底间添加扩散缓冲/阻挡层.本工作选用柔性Ti衬底作为CZTS薄膜的衬底,通过对柔性Ti衬底进行氧化处理抑制衬底元素Ti在CZTS薄