CuInS2吸收层薄膜的制备及薄膜电池的电学性质表征

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jdbc_jiang
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
随着世界人口的不断增长,能源需求量不断加剧。目前主要的能源为化石燃料。化石能源是不可持续发展能源,化石的燃烧释放的有毒气体会严重污染环境。因此,寻找可取代传统能源的清洁能源是十分急迫的。在众多的新型能源中,太阳能是最丰富、清洁而且高效的能源之一。而太阳能电池作为将太阳能转化为电能的主要器件,引起了很多的关注。在众多的太阳能电池种类中,薄膜太阳能电池一般可以由很廉价的方法制备得到,并且能够减少原材料使用,节约能量消费及缩短能量回馈利用周期等优点。另外,它可以在柔性衬底上沉积,可直接完成对电池组件的大规模生产。铜铟镓硒(CIGS)半导体薄膜材料,是非常合适的太阳能电池吸收层材料。但是由于铟和镓元素在地球中的含量不高,所以它的大规模应用受到了限制。近年来,对(Ⅰ)2(Ⅱ)(Ⅳ)(Ⅵ)4型的四元化合物铜锌锡硫/硒(CZTS/Se)的研究很受关注,所需元素含量相对丰富成本低且低毒,被认为是合适的取代材料。CZTS/Se电池的光伏特性好,具有很高的理论转换效率。然而,某些损失行为的存在限制了实际转换效率或输出效率的进一步提高。这些损失过程包括,光的吸收及电子的收集损失、复合损失、阻抗损失等。  本课题在对新材料的制备进行探索的同时,针对制备的太阳能电池的光电转换效率不高的问题,开展了对电池组件的电学性质的测试与研究。希望通过对其电学性质的清晰表征,给出提高电池效率的有效改进手段。该论文内容可分为以下两个主要部分:  第一部分主要是CuInS2和Cu2SnSe3薄膜材料的制备。以氧化物为前驱体制备CuInS2薄膜吸收层材料,并通过改变硫化温度,制备出了结晶性好,相单一的薄膜材料,并制备了相应的薄膜电池。尽管吸收层薄膜的晶体结构和相貌都很好,但结果发现制备出的薄膜电池的效率很低。因此我们接下来展开了对电池器件的研究,分析电池转换效率不高的原因。  第二部分介绍了太阳能电池的器件物理机制。对电池的基本原理,等效模型及以pn结为基础的电池的几种常用研究手段做了全面的调研。对SLG/Mo/CZTSe/CdS/ZnO/ZnO∶Al结构的薄膜电池进行了一系列的测试。通过电流-电压曲线分析给出了结理想因子和结反向饱和电流等重要参数。暗场下的电容-电压测试可推导出电池吸收层载流子浓度,浓度的大小对电池的质量有很大影响。变温条件的的电容-电压测试,可通过计算并结合理论数据,研究材料的缺陷类型及其数量。
其他文献
2018年1月20日,《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》中提出的目标任务是:到2035年,教师综合素质、专业化水平和创新能力大幅提升,培养造就数以百万
本文是在系统分析和总结国内外磷和重金属固稳技术研究与发展的基础上,以氧化铝工业生产过程中排放的废矿渣赤泥为原料,采用简单的物理化学方法进行改性处理,制备了赤泥固稳
在吴贻弓导演的追思会上,与滕文骥导演不期而遇.会上他激昂的发言仍意犹未尽,会后找到我希望一起再聊聊,于是我拉上沉潜实操的单禹欣然前往.谈话时滕文骥正在北京著名的影视
期刊
表面增强拉曼光谱(SERS)是一种近几十年来发展起来的新型检测分析技术。它综合了高灵敏性(电磁场及化学增强)、表面选择性(表面增强)和高分辨性(拉曼特征峰)等优点。这些优点,使得SE
异羟肟酸类化合物由于具有能抑制许多酶如金属蛋白酶、脂肪氧化酶的活性,以及抑制过渡金属离子诱导的氧化应激等特性,近年来已成为研究热点之一。过去的研究表明去铁胺和其它
本文采用金相显微镜、扫描电镜分析以及热力学模拟的方法,研究了凝固温度和冷却速率对GH742合金在凝固过程中的组织形貌、元素偏析、液相密度和相反应的影响,借助公式从理论上
自20世纪80年代以来,纳米技术就被预言是21世纪的科学前沿和主导科学。磁性镍纳米粒子由于具有独特的物理、化学性质,在催化剂、磁性材料、导电浆料、纳米涂层材料、电池材料以
随着经济的快速发展和化石能源的大量消耗,我国大部分地区均面临着严重的大气污染问题。尤其是京津冀、长三角和珠三角地区,持续的灰霾污染事件频繁发生,对环境空气质量和人类健
为得到扬中地区承压水基坑隆起变形规律,本文通过对基坑底板独立分析简化为固支梁方法,分析得出基坑边缘部位易产生剪切破坏,基坑中间部位易产生隆起最大值.通过有限元分析软
一、我们谈的是什么样的“回归”?rn美国电影中所说的非线性叙事的回归通常会上溯到昆汀·塔伦蒂诺1995年上映的电影《低俗小说》.(1)该片由三个在相对短时间跨度内发生的故
期刊