全无机纳米晶薄膜太阳电池的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iceqi77
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
胶体科学的最新发展为研制下一代低成木、高效率的太阳电池提供了条件。利用化学法制备出单分散、光电性能优异的半导体纳米晶,并将其胶体溶液采用旋涂、浸涂或丝网印刷的方法制作全无机纳米晶薄膜太阳电池。全无机纳米晶薄膜太阳电池具备有机太阳电池轻质、柔性的优点,同时又避免了稳定性差的缺点;这类电池可利用半导体纳米晶的量子限制效应调节有源层的带隙宽度,得到相同组分不同带隙的有源层,获得宽的光谱吸收及多激子激发,以突破Schockley-Queisser极限,得到较高的转换效率,进一步降低太阳电池的平均成本。虽然在制作工艺及生产成本上有很多独特的优势,但是仍然有些关键的问题急需解决,比如,如何在保持纳米晶特殊的光物理特性的同时,使其达到与体材料相似的载流子传输效率;如何得到均匀、致密的无机纳米晶薄膜以提高太阳电池的填充因子。  本文中,我们采用化学法合成了分散性较好且适合于制作致密无机薄膜的纳米晶体。根据纳米晶体的特殊性质,阐述了纳米晶薄膜中载流子的传输机制。制备了全无机纳米晶薄膜太阳电池,并对其性能进行了优化。  本论文的主要研究工作如下:  1.纳米晶体的制备。采用化学方法合成了多种用于制备全无机纳米晶薄膜太阳电池的纳米材料;并对其形貌、晶格结构、光学性质进行了表征。  2.制备了CdTe/CdSe结构太阳电池。研究了在CdSe层厚度为100nm不变的情况下,CdTe层厚度对电池性能的影响。结果表明,在CdTe薄膜厚度为150nm时,电池的性能最优;当厚度增加到200nm时,短路电流急剧下降。  3.采用LBL旋涂方法制备了CdTe/Al肖特基太阳电池。研究了经CdCl2烧结处理对电池性能的影响。结果表明,350℃下CdCl2烧结处理可以使CdTe纳米晶明显长大,提高载流子在溥膜中的传输效率;相对于未经处理的电池,转化效率由0.44%提高到了2.67%。烧结温度对电池性能的影响研究表明,随着烧结温度的升高,CdTe纳米晶体尺寸不断增加,太阳电池的短路电流也不断升高:但是,当烧结温度增加到450℃时,CdTe/Al结构会失去光伏效应。  4.宽谱吸收太阳电池的研究。采用窄带隙材料PbS纳米晶制备了宽谱响应的PbS/Al肖特基太阳电池;结果表明,PbS薄膜在900-1200nm的范围内有明显的吸收;90℃退火可以改善薄膜表面存在裂缝的问题,增加了载流子的传输效率,提高了太阳电池的转化效率;PbS/ZnO结构太阳电池改善了PbS/Al肖特基太阳电池开路电压小的问题,将电池的开路电压由0.2V提高到了0.4V左右,转化效率也由0.55%提高到了1.18%。
其他文献
随着国家天然林保护工程的实施,人工速生林的高效利用已逐渐成为国内研究和关注焦点。面对我国森林资源结构的现状及人们对木材产品的需求大量增加的实际情况,开展人工速生林
具有高效率和低成本特点的染料敏化太阳电池被誉为是传统硅太阳能电池的有力替代者。染料敏化太阳能电池自问世之始就开始受到国内外科研人士的广泛关注,经过二十年的发展,目前对其实用化的需求已经越来越迫切。TiO_2纳米管阵列是重要的多功能纳米材料,在光催化、气体传感器、光学材料以及染料敏化太阳能电池等诸多领域具有广阔的应用前景。本论文围绕TiO_2纳米管阵列在染料敏化太阳能电池中应用这一课题,对高效、稳定
本文以二硼化钛(TiB2)为硬夹层,硅(Si)粉为基体层碳化硼(B4C)的烧结助剂,氮化硼纳米管(BNNTs)为基体层的补强增韧剂,聚乙烯亚胺(PEI)为分散剂,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,甘油为增塑剂,
随着新课程改革的不断发展,宽松和谐、幸福快乐的课堂构建已经成为新课改理念的代名词。在论文中笔者从初中英语课堂教学实际出发,对幸福的英语课堂教学进行了尝试和构想。本次
硅纳米线因其特殊的物理化学性质及其在微电子器件领域潜在的应用,近年引起科学界的广泛关注,目前国内外关于硅纳米线的合成方法也多种多样,而金属催化化学腐蚀的方法是一种
基于三维网状微孔结构的泡沫镍微纳敏感材料,探索了一种可用于蜂蜜种类区分的电化学感知系统.以泡沫镍材料作为工作电极,Pt电极作为对电极,Ag/AgCl(饱和KCl溶液)电极作为参比
利用空间环境地面模拟设备,研究了几种空间辐照因素,如原子氧、质子、电子及其协同作用,对聚酰亚胺(PI)和聚四氟乙烯(PTFE)及其复合材料的表面结构、化学组成和摩擦学特性的影响
环氧树脂由于其优异的介电绝缘性能、机械性能、热稳定性、可浇注成型等原因在电力、电子设备中广泛应用。近年来,电力设备容量和电压等级的不断提高,半导体集成电路向小型化、
摘 要:本文通过探究高校创新创业班级出现的问题及发展前景与日后规划,为各高校开展创新班级提供参考意见与解决方案,进而推动创新创业班级能够更好的发展与普及。  关键词:高校;创新;创业;班级  当前,中国的创业氛围和创业文化逐渐成形,民众的创新意识、创业热情和创业行为高涨,尤其在高校大学生群体中有明显体现。李克强总理在2015年两会的政府工作报告中提出“大众创业,万众创新”理念。随后全国各地多所高校
本文通过对荣华二采区10
期刊