發(fā)展可再生能源技術(shù)是解決當今世界能源和環(huán)境問題的一個重要途徑。太陽能因為分布廣泛,無污染,取之不盡用之不竭等優(yōu)勢,被認為是最具潛力的一種可再生能源。薄膜太陽電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能,是太陽能利用率最高的器件。目前發(fā)展比較成熟的薄膜太陽電池吸光材料包括硅、CdTe和Cu(In,Ga)Se2等,雖然都已經(jīng)取得了非常優(yōu)異的光伏性能,但是仍然有一些難以克服的缺點,例如制備過程能耗高、含有高毒性或稀有元素等。因此研究人員一直在積極尋找新型半導體吸光材料以滿足加工溫度低、組成元素毒性低、豐度高、器件效率高等要求。銻基硫族化合物比較符合上述要求,近年來發(fā)展迅速。本文主要研究了 Sb₂S₃和CuSbS2這兩種銻基硫族化合物的制備及其在電池器件上的應(yīng)用。敏化結(jié)構(gòu)是Sb₂S₃在太陽電池中應(yīng)用的常用結(jié)構(gòu),介孔TiO₂薄膜的高表面積一方面有利于實現(xiàn)Sb₂S₃的高沉積量以充分吸收入射光,另一方面產(chǎn)生大量的界面,帶來嚴重的界面電荷復合,對器件的開路電壓不利。...

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 太陽能與太陽電池
    1.2 銻基硫族化合物材料與性質(zhì)
        1.2.1 Sb₂S₃、Sb₂(S_xSe_1-x)₃和Sb₂Se3

        1.2.2 Cu-Sb-S三元硫化物
        1.2.3 其他
    1.3 薄膜沉積技術(shù)
        1.3.1 薄膜的物理沉積技術(shù)
        1.3.2 薄膜的化學沉積技術(shù)
    1.4 銻基硫族化合物敏化太陽電池
        1.4.1 電池結(jié)構(gòu)
        1.4.2 電池的動力學過程
    1.5 銻基硫族化合物平面異質(zhì)結(jié)太陽電池
        1.5.1 Sb₂S₃

        1.5.2 Sb₂Se₃

        1.5.3 Sb₂(S_xSe_1-x)₃

        1.5.4 Cu-Sb-S三元硫化物
    1.6 太陽電池的光伏性能測試與基本參數(shù)
        1.6.1 光電轉(zhuǎn)化效率
        1.6.2 入射單色光轉(zhuǎn)化效率
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 Sb₂S₃敏化太陽電池界面復合的抑制
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料
        2.2.2 器件的制備
        2.2.3 材料與器件的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 介孔薄膜的HRTEM圖像
        2.3.2 介孔薄膜的XPS譜
        2.3.3 介孔薄膜的形貌
        2.3.4 Sb₂S₃介孔薄膜的吸收光譜
        2.3.5 Sb₂S₃敏化電池的光伏性能
        2.3.6 Sb₂S₃敏化電池的電化學阻抗譜
        2.3.7 Sb₂S₃敏化電池的開路電壓衰減譜
    2.4 本章小結(jié)
第3章 陽離子交換法制備Sb₂S₃敏化太陽電池
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料
        3.2.2 器件的制備
        3.2.3 材料與器件的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Sb₂S₃薄膜的制備
        3.3.2 ZnS薄膜的形貌和性質(zhì)
        3.3.3 Sb₂S₃薄膜的形貌和性質(zhì)
        3.3.4 Sb₂S₃敏化太陽電池的光伏性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 溶液法制備CuSbS₂多晶薄膜及其在太陽電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料
        4.2.2 金屬有機分子前驅(qū)液的制備
        4.2.3 器件的制備
        4.2.4 材料與器件的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 金屬有機分子前驅(qū)體的制備
        4.3.2 金屬有機分子前驅(qū)體的熱解過程
        4.3.3 CuSbS₂薄膜的結(jié)晶性
        4.3.4 CuSbS₂薄膜的形貌
        4.3.5 CuSbS₂薄膜的表面化學態(tài)
        4.3.6 CuSbS₂薄膜的吸收光譜
        4.3.7 Cu₁₂Sb₄S₁₃和Cu₃SbS₄薄膜的制備與性質(zhì)
        4.3.8 CuSbS₂平面異質(zhì)結(jié)電池的光伏性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3874971

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