【摘 要】
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硫化锑Sb2S3是一种新兴的薄膜太阳能电池吸收层材料,由于合适的带隙(～1.7eV)和高吸收系数(1.8×105cm-1)以及元素资源丰富和无毒特性而备受关注[1,2].本课题组采用气相输运沉积法制备了8b2S3薄膜太阳能电池并研究了蒸发源-衬底距离对Sb2S3薄膜太阳能电池性能的影响,实验发现通过优化蒸发源与衬底之间的距离将光电转换效率从0.83％提高到3.02％.图1(a)是制备8b2S3薄膜
【机 构】
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华东师范大学 上海市闵行区东川路500号
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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硫化锑Sb2S3是一种新兴的薄膜太阳能电池吸收层材料,由于合适的带隙(～1.7eV)和高吸收系数(1.8×105cm-1)以及元素资源丰富和无毒特性而备受关注[1,2].本课题组采用气相输运沉积法制备了8b2S3薄膜太阳能电池并研究了蒸发源-衬底距离对Sb2S3薄膜太阳能电池性能的影响,实验发现通过优化蒸发源与衬底之间的距离将光电转换效率从0.83％提高到3.02％.图1(a)是制备8b2S3薄膜的系统示意图,图1(b)是光条件下不同蒸发源-衬底距离的5b2S3薄膜电池的J-V曲线.X射线衍射和扫描电子显微镜研究表明,最佳样品的Sb2S3薄膜具有最优的晶粒取向,结晶度和表面形貌.此外,通过暗条件下J-V测量对电流传输机制进行了详细分析,结果表明,最佳样品受Shockley-Read-Hall复合和空间电荷限制电流(SCLC)的影响最小.同时,变温Voc和变光强Voc的测量结果表明,在Sb253薄膜太阳能电池的CdS/Sb2S3界面,空间电荷区(SCR)和准中性区(QNR),最优性能的太阳能电池的载流子复合率都是最低的.这说明了通过调整蒸发源-衬底距离可能会增大晶粒大小,减少晶界从而降低载流子复合率,最终提高光电转换效率.该工作可以促进Sb2S3薄膜太阳能电池的进一步开发利用.
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钙钛矿太阳能电池经过10余年发展,电池效率已经从3.8％提升至25.5％,并且电池稳定性也逐渐改善,实现钙钛矿太阳能电池商品化的脚步越来越近了.钙钛矿电池商品化需要满足三个条件：高效、稳定、低成本.对于钙钛矿太阳能电池来讲,以碳电极替换金电池,不仅显著降低电池成本,并且能提高电池稳定性[1,2].基于课题组在碳电极方面长期工作积累,我们发展了一种柔性复合碳电极.初步研究结果表明,基于这种碳电极的杂
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钙钛矿太阳能电池进展迅速，其单结和叠层太阳能电池最高效率分别达到25.5％和29.5％.为进一步实现钙钛矿电池效率突破，有必要研究具有不同带隙的钙钛矿太阳能电池.本报告中，将介绍我们在此方面的进展：1)钙钛矿带隙为1.5 eV左右的电池器件，通过界面和组分工程，研制出效率达到25％的钙钛矿太阳能电池；2)宽带隙(～1.7eV)无机钙钛矿CsPbI3电池，通过界面化学反应调控，将电池效率提高到20％
本文研究了Al2O3覆盖层对Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)薄膜结晶过程的调控作用.在基于溶液法制备的Cu-Zn-Sn-S前驱体上使用原子层沉积制备4nm左右的Al2O3覆盖层随后硒化退火,发现Al2O3层在350℃以下可阻挡Se透过该薄层,从而阻止低温段Se与前驱薄膜内部元素的相互反应.与常规制备的样品相比,使用Al2O3覆盖层可阻止硒化过程中表面CuxSe相的产生,使薄膜的结晶生长
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对于铜铟镓硒(CIGS)等薄膜多晶异质结太阳能电池,其性能在空间分布上往往具有非均匀特性。来自器件不同层的寄生电阻效应被认为是导致这种非均匀特性的重要因素[1],而若通过实验来检验不同参数的影响,势必造成巨大的时间和资源浪费[2]。因此,本工作基于二维数值模拟工具SPICE,对CIGS电池的寄生电阻效应进行了系统的研究。具体来说,我们首先建立了二维分布式等效电路模型[3]用于模拟实际CIGS电池的