【摘 要】
：
锑基硫属化合物如Sb2S3、Sb2(S1-xSex)3、Sb2Se3由于其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定以及柔性可卷曲等优点,近年来已经成为了光伏领域的一个研究热点。在过去的几十年中,锑基硫属化合物薄膜太阳电池取得了显著的成就。目前光电转化效率已经突破10%,接近工业化应用的水平。为了促进未来高效锑基硫属化合物薄膜太阳电池的实现,本文采用数值模拟的方法从太阳电池结构出发,通过应用能带工
论文部分内容阅读
锑基硫属化合物如Sb2S3、Sb2(S1-xSex)3、Sb2Se3由于其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定以及柔性可卷曲等优点,近年来已经成为了光伏领域的一个研究热点。在过去的几十年中,锑基硫属化合物薄膜太阳电池取得了显著的成就。目前光电转化效率已经突破10%,接近工业化应用的水平。为了促进未来高效锑基硫属化合物薄膜太阳电池的实现,本文采用数值模拟的方法从太阳电池结构出发,通过应用能带工程对太阳电池结构的设计和优化来实现光电转换效率的提升。首先,建立了面异质结结构的单结Sb2(S1-xSex)3太阳电池模型。通过改变Sb2(S1-xSex)3吸光层的硒含量,对单结不同硒含量的Sb2(S1-xSex)3太阳电池进行模拟仿真。研究发现,随着Sb2(S1-xSex)3太阳电池吸光层硒含量从0增加到100%,Voc从1.21 V下降到0.74 V。吸收限由750 nm增加到1050 nm,相应的Jsc从14.28 m A/cm~2增加到24.02 m A/cm~2。Sb2(S1-xSex)3太阳电池的光电转换效率呈现先增加后下降的变化趋势,当Sb2(S1-xSex)3太阳电池的硒含量50%时,器件取得了13.14%的光电转换效率。为了进一步优化效率,提出了硒含量渐变结构的Sb2(S1-xSex)3太阳电池。研究发现,硒含量递减结构的Sb2(S1-xSex)3太阳电池形成了一个促进电子而阻碍空穴运动的附加电场,这一附加电场加剧了载流子输运的不平衡。受制于空穴的输运,首末端硒含量分别为100%和0的硒含量递减结构Sb2(S1-xSex)3太阳电池仅获得了1.33%的光电转换效率。与此相反,硒含量递增结构的Sb2(S1-xSex)3太阳电池不仅载流子分布更为均匀而且产生了促进空穴和阻碍电子运动的有利的附加电场,有效提升了太阳电池的Jsc和FF。这也使得首末端硒含量分别为0和100%的硒含量递增结构Sb2(S1-xSex)3太阳电池获得了15.50%的光电转换效率。随后通过改变吸光层首末端硒含量,对具有不同程度硒含量渐变结构的Sb2(S1-xSex)3太阳电池进行纵向对比。当吸光层首末端硒含量分别为10%和70%时,硒含量递增结构的Sb2(S1-xSex)3太阳电池效率进一步提高至了16.16%。与硒含量恒定结构的Sb2(S0.5Se0.5)3太阳电池相比,效率大约提升了23%。最后,建立了Sb2S3/Sb2(S1-xSex)3/Sb2Se3三结叠层太阳电池模型并对其进行模拟仿真。研究发现,随着缺陷态的增加,Sb2(S1-xSex)3中间子电池的最佳硒含量呈现上升趋势。随后将硒含量渐变结构与三结叠层结构两种优化方法相结合,通过子电池厚度的调节实现了电流的匹配。由于FF的提升,三结太阳电池的光电转换效率由17.34%提升至了19.51%。在去除缺陷态的情况下,Sb2S3/Sb2(S0.7Se0.3)3/Sb2Se3三结叠层太阳电池光电转换效率达到了32.98%。本文为新型锑基硫属化合物薄膜太阳电池的结构设计和优化提供了理论指导。
其他文献
光学综合孔径技术的出现,为光学系统的轻小型化打下了坚实的基础。光学综合孔径技术的基本原理是用多个小孔径的透镜组合代替一个大孔径透镜,光束通过小透镜后,经相位延迟线的调整相干成像,系统的分辨率与单个大口径成像系统相当。对于地基,它可以不受地形的限制,实现远距离干涉成像;对于天基,它可以通过多块透镜拼接进行干涉成像,避免了单块透镜过大、过重,使得航天器超负荷的现象。经典的综合孔径结构有环形、三臂形和G
传统光纤通信系统普遍采用单模光纤作为传播媒介,但单模光纤的传输容量已经接近非线性香农极限,已无法满足急剧增长的通信容量需求。为解决这个问题,空分复用（Space Division Multiplexing,SDM）技术应运而生。SDM技术利用空间维度作为新的自由度,克服了光纤非线性效应,成倍地提高了光纤的传输容量。除了光纤通信的应用,SDM技术在空间高速激光通信中的应用也逐渐成为研究热点。模分复用
我国体育不断开创高质量发展，运动训练强度也不断增加，与训练相关的骨关节损伤发生率呈上升趋势，如何科学有效对骨关节损伤人员实施康复治疗是研究的重点。本文通过对运动训练致骨关节损伤后采用现代医学和传统医学手段进行康复治疗的效果进行综述，以期提高运动人员对损伤后康复的认识，为新时期运动训练伤防治管理提供科学依据，提高运动人员竞技能力。
配电网自耦变压器作为调节电网与用电设备电压,实现两者之间电压匹配的关键设备被广泛应用于住宅、工业系统等领域,并且伴随配电网增容以及电力负荷的多样化,自耦变压器占比提高。作为传统电磁式变压器,其结构简单、效率高、经济性好;但是铁心体积大、可控性差,已不能满足电网转型对电气设备智能化水平的要求。电力电子技术的兴起给为解决这类问题提供了契机,研究传统自耦变压器的电力电子化替代品具有较大应用价值。考虑到开
乡村振兴和文化强国都是我国现阶段，也将是相当长一段时间内重要的发展战略。乡村旅游文创产业的发展将进一步推动乡村产业结构调整和升级，并作用于乡村经济发展。本文简要阐述了乡村振兴战略背景下乡村旅游产业发展的积极作用和价值，分析了乡村发展旅游文创产业存在的问题，总结了乡村振兴战略背景下乡村旅游文创产业发展的策略，希望以此助力乡村振兴。
局域空心光束作为一种在传播方向上存在着光强很小甚至光强为零的三维封闭区域,具有中心暗斑尺寸小与强度梯度大等特征。由于这些特征,局域空心光束在粒子俘获方面有着广泛的应用。利用传统光学元件产生的局域空心光束中心暗斑尺寸较大,无法对微小颗粒进行稳定囚禁。本论文利用超表面透镜生成了局域空心光束,可产生微米级的局域空心光阱。超表面作为一种二维人工超材料,可以在纳米尺度上控制相位、振幅与偏振。相比于传统器件,
电力系统建模是电力系统计算、分析和控制的基础,如果系统模型不够精确,则不能反映系统特性,在临界状态下可能改变定性结论,或掩盖一些重要现象。传统的电力系统模型通常是基于“准稳态”假定的相量模型,将abc三相交流时域微分方程转化为代数方程进行求解,大大简化了计算量。随着新能源比重的不断攀升,大规模低惯性电力电子设备接入电力系统,引发的系统宽频振荡问题不断凸显,准稳态相量严格意义上是用来表征幅值和频率恒
太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术在无损检测领域拥有优越的技术特点和应用前景。提高系统的检测速度同时保证较长的时域探测范围是当前太赫兹时域光谱技术的一项重要课题,解决这个问题的关键就是光学延迟线。本文设计了一种用于光纤集成THz-TDS系统的快速旋转光学延迟线（FRODL）,该装置由铝合金制成,其数学模型由一个基圆和一个由24个围绕基圆的反射镜阵列组成,激光沿基圆径向入射到平面反射镜,再经角锥棱
进入中国特色社会主义新时代以来,以放缓发展速度来追求高质量发展的模式成为了我国经济发展的“新常态”。为了积极应对气候变化,改变以往先污染后治理而带来的大气污染问题,2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会提出了“碳达峰目标和碳中和愿景”,“双碳”目标的提出为我国十四五时期以及今后的长期低碳转型发展指明了方向。物流业作为社会生产经营活动的服务性产业,是能源消耗和碳排放的大户,在低碳经济的发
分布反馈（DFB）半导体激光器因其良好的纵模选择特性在多个领域得到了广泛应用。由于无需二次外延工艺,相比于内置光栅激光器件,脊表面光栅DFB半导体激光器的制作工艺得到了显著简化。相较于目前研究较多的低阶脊表面光栅,高阶脊表面光栅则可以进一步降低DFB半导体激光器件的制作工艺。DFB半导体激光器通常通过缩窄脊波导宽度保证输出激光的横模特性,但随之而来的是器件输出功率的降低。近年来的研究表明损耗剪裁技