GaSb熱光伏電池結(jié)構(gòu)中的p-GaSb層是主要的光子吸收區(qū)。為了改善p-GaSb層的性能從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率等指標(biāo),首先研究了不同襯底溫度和電池前電極對(duì)p-GaSb薄膜材料性能的影響,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化了電池p-GaSb層的厚度和摻雜濃度,并引入分層制備pGaSb層的方法。測(cè)試結(jié)果表明,襯底溫度對(duì)p-GaSb薄膜材料的結(jié)晶質(zhì)量、電學(xué)特性和光學(xué)特性有顯著影響,不同的前電極影響p-GaSb薄膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電池的光電轉(zhuǎn)換性能,采用500℃襯底溫度和ZnO作為電池前電極是最優(yōu)的制備條件。采用p+-GaSb/p-GaSb的分層結(jié)構(gòu)并優(yōu)化p+-GaSb層和p-GaSb層的厚度和摻雜濃度后,制備出了轉(zhuǎn)換效率分別為9.13%（AM1.5光照測(cè)試）和20.32%（AFORS-HET模擬1 450 K熱輻射）的熱光伏電池。 

【文章來(lái)源】：微納電子技術(shù). 2020,57(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

p-GaSb薄膜材料和GaSb熱光伏電池樣品結(jié)構(gòu)

短路電流密度（JSC）、開路電壓（VOC）、填充因子（FF）和轉(zhuǎn)換效率（ηeff）是表征熱光伏電池性能的主要指標(biāo)，圖2為電池的J-V特性曲線示意圖。電池的最大輸出功率（Pm）對(duì)應(yīng)的電壓和電流密度稱為最大功率點(diǎn)（m）電壓（Vm）和最大功率點(diǎn)電流密度（Jm）。FF和ηeff的表達(dá)式[13]分別為

GaSb熱光伏電池中應(yīng)用的p-GaSb層需要對(duì)紅外波段的光具有較高的吸收系數(shù)，才能有效提高電池對(duì)光的利用率，獲得較高的ηeff。不同襯底溫度下，p-GaSb薄膜的光吸收系數(shù)如圖4所示，圖中hν為入射的光子能量。隨著襯底溫度的增加，光吸收系數(shù)逐漸增大，表明在較高的襯底溫度下，薄膜具有較高的結(jié)晶質(zhì)量，對(duì)光子的吸收能力增強(qiáng)。當(dāng)襯底溫度大于500℃時(shí)，光吸收系數(shù)的變化幅度明顯減小。當(dāng)襯底溫度為500℃時(shí)，光子能量大于0.72 eV,p-GaSb薄膜材料的光吸收系數(shù)超過(guò)104 cm-1，滿足熱光伏電池在紅外波段的光吸收要求。2.1.2 不同前電極對(duì)p-GaSb薄膜的影響

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3139340