太陽(yáng)能是21世紀(jì)的重要新能源,開(kāi)發(fā)廉價(jià)、高光電轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)能的利用非常重要。薄膜太陽(yáng)能電池Cu（In,Ga）Se₂、Cu₂ZnSn（S,Se）₄是其中的典型代表,當(dāng)前它們的電池單元轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了22.6%和12.6%。因?yàn)閴A金屬Na對(duì)Cu（In,Ga）Se₂、Cu₂ZnSn（S,Se）₄太陽(yáng)能電池性能的巨大改進(jìn),人們開(kāi)始積極探索了除Na以外其他堿金屬（如K,Rb等）的有效摻雜以及相應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)。但是,Li作為原子質(zhì)量最輕的堿金屬元素,卻極少受到關(guān)注,其摻雜的實(shí)驗(yàn)研究也十分匱乏。在僅有的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)道中,它的摻雜效果也截然不同。因此,Li在Cu（In,Ga）Se₂、Cu₂ZnSn（S,Se）₄中的可摻雜性以及摻雜效果還有待探索。同時(shí),堿金屬摻雜可能在Cu（In,Ga）Se₂、Cu₂ZnSn（S,Se）₄中引入... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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各類(lèi)太陽(yáng)能電池效率的進(jìn)展（截止2019年），來(lái)自美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文2 半導(dǎo)體家族，它可以通過(guò)將二元化合+1 價(jià)的陽(yáng)離子和一個(gè)+3 價(jià)的陽(yáng)離子得結(jié)構(gòu)為例來(lái)進(jìn)行理解：ZnS 的每個(gè)陰（這樣的結(jié)構(gòu)，可以使得陰陽(yáng)離子周?chē)膭t”，從而具有較低的能量。若將此類(lèi)+1 價(jià)和一半的+3 價(jià)離子，如將兩個(gè) Z得 CuGaSe2化合物。并且此化合物仍能能量穩(wěn)定性。其中黃銅礦結(jié)構(gòu)（chalc勻，能量最低，是 CIS 的基態(tài)結(jié)構(gòu)。

管在此期間效率穩(wěn)定增長(zhǎng)，Cu2ZnSnS4，Cu2ZnSnSe4半導(dǎo)體在光伏起特別關(guān)注，因?yàn)槠湓S多基本屬性（晶體結(jié)構(gòu)，電子結(jié)構(gòu)，光學(xué)很好的表征，導(dǎo)致不同結(jié)構(gòu)的 Cu2ZnSnS4，Cu2ZnSnSe4性能被混直到 2009 年，Cu2ZnSnSe4在實(shí)驗(yàn)報(bào)道中仍然是在錫鐵礦結(jié)構(gòu)（te 結(jié)構(gòu)），帶隙約為 1.5 eV，接近 Cu2ZnSnS4，這種情況n(S,Se)4中的合金濃度是不可能改變帶隙的。后來(lái)，Chen 等人通過(guò)法，證明 Cu2ZnSnSe4的基態(tài)為 Kesterite 結(jié)構(gòu)，帶隙為 1.0 eV 左確定了 Cu2ZnSn(S,Se)4作為太陽(yáng)能電池材料的可行性。體結(jié)構(gòu)遵守 8 電子原則的基礎(chǔ)上，Kesterite 結(jié)構(gòu)的 Cu2ZnSnS4可以通過(guò)將 CuGaSe2中的兩個(gè) Ga 原子置換成 Zn+Sn 原子得到，如圖 1-3。


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