【摘 要】
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锑基硫族化合物具备元素储量丰富、低毒性、高稳定性、高光吸收系数等优异的性能,有望成为极具竞争力的新一代薄膜光伏材料。本论文综合硫化锑（Sb2S3）和硒化锑（Sb2Se3）的带隙优势,建立了新型的锑基硫族化合物叠层太阳能电池的制备方法,并对制备工艺和器件性能进行优化。该论文的主要内容可以总结概括为以下四个章节:第一章,首先介绍了太阳能电池的发展历史和工作原理,然后对锑基硫族化合物太阳能电池和叠层太阳
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锑基硫族化合物具备元素储量丰富、低毒性、高稳定性、高光吸收系数等优异的性能,有望成为极具竞争力的新一代薄膜光伏材料。本论文综合硫化锑（Sb2S3）和硒化锑（Sb2Se3）的带隙优势,建立了新型的锑基硫族化合物叠层太阳能电池的制备方法,并对制备工艺和器件性能进行优化。该论文的主要内容可以总结概括为以下四个章节:第一章,首先介绍了太阳能电池的发展历史和工作原理,然后对锑基硫族化合物太阳能电池和叠层太阳能电池的发展状况进行了概述,最后提出了本论文的研究内容与设计思路。第二章,通过制备锑基硫族化合物四端叠层太阳能电池,验证Sb2S3/Sb2Se3叠层器件组合的可行性。利用高导电率、高透光性和高化学稳定性的双层石墨烯作为透明背电极材料,制备器件效率为5.58%和光学透过率为40%的半透明Sb2S3太阳能电池。然后与器件效率为6.50%的Sb2Se3底电池构筑四端叠层器件,通过改变顶电池的光吸收层Sb2S3薄膜的厚度调控顶电池和底电池的光谱匹配,实现太阳光谱的最高利用,最终获得整体器件转换效率为7.93%的锑基硫族化合物四端叠层太阳能电池,超过相应的单结Sb2S3和Sb2Se3太阳能电池的转换效率。第三章,在四端叠层器件的基础上对锑基硫族化合物二端叠层太阳能电池的制备进行了初步探究。以无机化合物硫化锰（MnS）作为Sb2S3顶电池的空穴传输材料,并通过磁控溅射的方式沉积得到氧化铟锡（ITO）透明电极,制备了器件透过率为50%和光电转换效率为3.58%的全无机半透明Sb2S3顶电池。在此基础上继续进行Sb2Se3底电池薄膜沉积,制备出Sb2S3/Sb2Se3二端叠层太阳能电池,并获得4.09%的器件转换效率。第四章,对本论文的主要研究结果进行总结;对研究课题存在的不足进行反思,并对后续制备锑基硫族化合物叠层太阳能电池进行了展望。
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