尋找高效、低成本的新型太陽(yáng)能電池是至關(guān)重要的一項(xiàng)工作。銅銦鎵硒、碲化鎘和有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦電池分別取得了22.6%,21%和21.6%的光電轉(zhuǎn)換效率。但是CIGS和CdTe中含有貴金屬I(mǎi)n、Ga和有毒金屬Cd。有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦電池含有有毒的Pb元素,并且非常不穩(wěn)定,這限制了其大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。Sb₂S₃具有合適的禁帶寬度（1.7 eV）,高的吸收系數(shù)(10⁵ cm^-1),簡(jiǎn)單的二元組分,易于制備,成本低和儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn)。本文致力于利用新型的快速熱蒸發(fā)的方法制備高效穩(wěn)定的硫化銻薄膜太陽(yáng)能電池。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:（1）本文首次開(kāi)發(fā)了適合Sb₂S₃薄膜沉積的RTE的方法。得到了純相、致密并且結(jié)晶性高的Sb₂S₃薄膜。通過(guò)控制晶體生長(zhǎng)溫度和冷卻方式實(shí)現(xiàn)了大晶粒和晶體的擇優(yōu)生長(zhǎng)。相應(yīng)優(yōu)化的器件得到了3.5%的轉(zhuǎn)換效率,是傳統(tǒng)的熱蒸發(fā)制備的電池的三倍。硫化銻器件在J-V測(cè)試中沒(méi)有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象。同時(shí)在大氣環(huán)境下... 

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太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文/S，S 為電池的面積。I-V 曲線中能夠得到最大矩形面積的點(diǎn)叫做最大功率點(diǎn)（M時(shí) PMP=IMP×VMP。IMP和 VMP分別為最佳工作電流和最佳工作電壓。電池的填充是最佳工作電流和最佳工作電壓的乘積與電池短路的開(kāi)路電壓和短路電流的乘比值[4]。即FF = × = × × (100%) 池的轉(zhuǎn)換效率表示入射的太陽(yáng)光有多少有效的轉(zhuǎn)化為電能，定義為電池最大輸率 PMP與入射光功率 Pin之比。影響轉(zhuǎn)換效率的因素有很多，比如材料的禁帶寬度級(jí)的匹配，溫度，摻雜濃度，少數(shù)載流子壽命，pn 結(jié)的質(zhì)量等都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)換效很大影響。PCE = = × × × （100%）

圖1-3 為不同類型太陽(yáng)能電池效率發(fā)展圖[5]。從圖可知近 20 年來(lái)不同類型的太陽(yáng)能電池都有了迅速的發(fā)展。下面重點(diǎn)介紹幾種有代表性的薄膜太陽(yáng)能電池。圖 1-3 美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室世界太陽(yáng)能電池效率圖（復(fù)制自網(wǎng)站[5]）1. 碲化鎘太陽(yáng)能電池碲化鎘（CdTe）是屬于 II-VI 族化合物的 p 型半導(dǎo)體材料。CdTe 屬于直接帶隙半導(dǎo)體，其帶隙是 1.45 eV，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的吸收系數(shù)高達(dá) 105cm-1，只需要 2 μm的厚度就可以實(shí)現(xiàn) 99% 的光子吸收，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 Si 太陽(yáng)能電池所需要的厚度[6, 7]。碲化鎘有一個(gè)非常重要的特性，其升華溫度小于其熔點(diǎn)。在超過(guò) 460 ℃的高溫下，CdTe會(huì)分解成 Cd 和 Te2，升華形成的 Cd 和 Te2在低溫條件下又會(huì)重新結(jié)晶形成 CdTe

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CIS薄膜太陽(yáng)能電池Cu-In前驅(qū)膜結(jié)構(gòu)相變研究[J]. 閻有花,劉迎春,方玲,趙�；�,李德仁,盧志超,周少雄.  稀有金屬. 2008(02)
[2]美國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)的發(fā)展與中國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)的展望[J]. RichardWu,趙曉明.  能源工程. 2000(02)
[3]納米晶體化學(xué)太陽(yáng)電池的研究[J]. 戴松元,王孔嘉,鄔欽崇,王瑜.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 1997(02)



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