非摻雜硅異質(zhì)結(jié)太陽電池界面調(diào)控及其性能研究
發(fā)布時間:2021-11-18 19:12
在能源需求日益增長的今天,與煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石燃料相比,光伏發(fā)電由于具備安全、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)點已經(jīng)成為解決能源危機(jī)的重要途徑。傳統(tǒng)晶體硅太陽電池所具備的穩(wěn)定性好、效率高的優(yōu)點,使其成為目前光伏市場的主流產(chǎn)品,但高溫擴(kuò)散、離子注入等復(fù)雜制備工藝大大增加了晶體硅太陽電池的生產(chǎn)成本,限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。近年來受到科研人員廣泛關(guān)注的有機(jī)太陽電池雖然制備工藝簡單、成本較低,但又存在穩(wěn)定性差、轉(zhuǎn)換效率較低等問題。有機(jī)-硅異質(zhì)結(jié)太陽電池能夠同時兼容無機(jī)材料的高載流子遷移率、高穩(wěn)定性、成熟制備工藝,以及有機(jī)材料的高可塑性、簡單溶液制備的優(yōu)點,既可以從成熟的硅基太陽電池技術(shù)中汲取經(jīng)驗,有望延續(xù)晶硅電池高效率的優(yōu)勢,又在制備流程中規(guī)避了摻雜和部分高溫制程,有望進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,目前報道的最高效率已超過16%,顯示出了極大的研究價值和應(yīng)用前景。本論文以Si/PEDOT:PSS異質(zhì)結(jié)太陽電池為基礎(chǔ),主要著眼于半導(dǎo)體/金屬界面的性能調(diào)控,深入討論界面調(diào)控對器件性能的影響,主要工作包括:1.通過在金屬/半導(dǎo)體界面引入無機(jī)半導(dǎo)體AZO(摻鋁的氧化鋅)薄膜獲得低接觸電阻的n-Si/AZO/Al結(jié)構(gòu),并制...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所)浙江省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
(a)光照pn結(jié)表面;(b)熱平衡pn結(jié)能帶圖;(c)光照pn結(jié)能帶圖
第 1 章 緒論流恰好等于正向結(jié)電流時,電池達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)勢差,即光生電壓,光照使 n 區(qū)和 p 區(qū)的載流子濃裂,EFn-EFp=qV。若太陽電池斷路,光生電壓即為開,pn 結(jié)正向電流為零,外電路的電流為短路電流,。電池的性能參數(shù)了太陽能電池?zé)o光照(虛線)與有光照(實線)時陽能電池的性能參數(shù)主要包括:短路電流 Isc,開路率轉(zhuǎn)換效率 PCE。
圖 1.3 晶體硅太陽電池的基本制備工藝流程[10]Figure 1.3 The basic fabrication process of crystalline silicon solar cells[10].晶硅電池由于其所具備的制備工藝成熟、穩(wěn)定高效等優(yōu)點仍將持久占據(jù)光伏市場的主流地位,然而高溫擴(kuò)散等復(fù)雜工藝所帶來的成本問題已經(jīng)成為限制其發(fā)展的主要因素之一,因此進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、提高器件轉(zhuǎn)換效率仍然會是晶硅太陽電池的研究重點。(2)化合物半導(dǎo)體太陽電池化合物半導(dǎo)體太陽電池是指由兩種或兩種以上元素構(gòu)成的具備半導(dǎo)體特性的化合物為基底的太陽電池。以砷化鎵(GaAs)為代表的 III-V 族化合物具有許多獨(dú)特的優(yōu)點,例如能帶結(jié)構(gòu)為直接帶隙,光吸收系數(shù)大,抗輻射性能良好,溫度系數(shù)較小,因而特別適用于制備高效太陽電池。GaAs 太陽電池是目前各類太陽電池中轉(zhuǎn)換效率最高的一類,然而由于砷化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]有機(jī)物/硅雜化太陽能電池的研究進(jìn)展[J]. 劉瑞遠(yuǎn),孫寶全. 化學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[2]銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景[J]. 莊大明,張弓. 真空. 2004(02)
本文編號:3503456
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所)浙江省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
(a)光照pn結(jié)表面;(b)熱平衡pn結(jié)能帶圖;(c)光照pn結(jié)能帶圖
第 1 章 緒論流恰好等于正向結(jié)電流時,電池達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)勢差,即光生電壓,光照使 n 區(qū)和 p 區(qū)的載流子濃裂,EFn-EFp=qV。若太陽電池斷路,光生電壓即為開,pn 結(jié)正向電流為零,外電路的電流為短路電流,。電池的性能參數(shù)了太陽能電池?zé)o光照(虛線)與有光照(實線)時陽能電池的性能參數(shù)主要包括:短路電流 Isc,開路率轉(zhuǎn)換效率 PCE。
圖 1.3 晶體硅太陽電池的基本制備工藝流程[10]Figure 1.3 The basic fabrication process of crystalline silicon solar cells[10].晶硅電池由于其所具備的制備工藝成熟、穩(wěn)定高效等優(yōu)點仍將持久占據(jù)光伏市場的主流地位,然而高溫擴(kuò)散等復(fù)雜工藝所帶來的成本問題已經(jīng)成為限制其發(fā)展的主要因素之一,因此進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、提高器件轉(zhuǎn)換效率仍然會是晶硅太陽電池的研究重點。(2)化合物半導(dǎo)體太陽電池化合物半導(dǎo)體太陽電池是指由兩種或兩種以上元素構(gòu)成的具備半導(dǎo)體特性的化合物為基底的太陽電池。以砷化鎵(GaAs)為代表的 III-V 族化合物具有許多獨(dú)特的優(yōu)點,例如能帶結(jié)構(gòu)為直接帶隙,光吸收系數(shù)大,抗輻射性能良好,溫度系數(shù)較小,因而特別適用于制備高效太陽電池。GaAs 太陽電池是目前各類太陽電池中轉(zhuǎn)換效率最高的一類,然而由于砷化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]有機(jī)物/硅雜化太陽能電池的研究進(jìn)展[J]. 劉瑞遠(yuǎn),孫寶全. 化學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[2]銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景[J]. 莊大明,張弓. 真空. 2004(02)
本文編號:3503456
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