由于硫硒化銻（Sb2（S1-xSex）3）材料具有合適的光學帶隙,豐富的元素儲量,較高的穩(wěn)定性等優(yōu)點,在高效率、低成本的太陽能電池的應用方面得到了廣泛的關注。作為一種新興的光電材料,目前主要的研究方向包括發(fā)展方法制備高質量Sb2（S1-xSex）3薄膜、探索各功能層的最佳選擇以及構建合適的器件結構來不斷地提升Sb2（S1-xSex）3薄膜太陽能電池的光電轉換效率。本論文將通過選擇合適的原材料及其相應的溶劑來配制前驅體溶液,采用旋涂退火的方式制備Sb2（S1-xSex）3薄膜材料;探究不同投料比、不同界面層以及不同含量的添加劑對Sb2（S1-xSex）3薄膜的形貌、晶體結構、組份、帶隙、能級位置以及缺陷等方面的影響。進一步,通過組裝器件探究不同投料比、不同界面層以及不同含量的添加劑對器件性能的影響規(guī)律。本論文的內容可以概括為如下五個部分:第一章:主要介紹了太陽能電池研究的背景、工作原理以及分類,詳細地介紹了硫硒化銻薄膜材料的特點及其太陽能電池發(fā)展的現狀。隨后提出了本論文的研究內容。第二章:介紹了一種新的溶液體系來調控Sb2（S1-xSex）3薄膜中S與Se的原子比例。研究通過配制Sb-S... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２光生伏特原理圖丨５］??最終在界面薄層附近，Ｐ區(qū)帶負電荷，Ｎ區(qū)帶正電荷，這樣就會形成一個內建電??場其方向是由Ｎ區(qū)指向Ｐ區(qū)的

?第１章緒論???于從Ｎ區(qū)經過空間電荷區(qū)漂移到Ｐ區(qū)的電荷數目；同樣自由電子的擴散數目也??等于其漂移數目，所以空間電荷區(qū)沒有凈電流流過。??由上圖１．２所示，太陽光照射到半導體表面時，當其光子能量大于半導體的??禁帶寬度時就會在距離表面一定深度的位置被吸收。當這個距離表面的深度范??圍大于ＰＮ結的寬度時，在半導體的空間電荷區(qū)、Ｐ區(qū)以及Ｎ區(qū)就會產生光生載??流子（電子＿空穴對）。由于熱運動，這些光生載流子會向各個方向移動。其中??產生在空間電荷區(qū)的光生電子－空穴對會被內建電場分離，電子很快會被推進Ｎ??區(qū)，空穴被推進Ｐ區(qū)。在空間電荷附近總的載流子濃度幾乎為零。在Ｐ區(qū)中產??生的電子－空穴對，其中光生電子會向ＰＮ結邊界擴散，一旦進入空間電荷區(qū)，??在內建電場的作用下很快被分離漂移進入Ｎ區(qū)，而光生空穴則留在Ｐ區(qū)；同理??在Ｎ區(qū)產生的電子＿空穴對，空穴將會進入Ｐ區(qū)，而電子則留在Ｎ區(qū)。因此Ｐ??區(qū)會積累大量的非平衡空穴，Ｎ區(qū)有很多的非平衡電子被積累。這時便會形成一??個光生電場，它的方向與內建電場的方向相反。內建電場會被光生電場抵消，??同時在光生電場的作用下，Ｐ型半導體會帶正電荷，Ｎ型半導體會帶上負電荷。??此時光生電動勢便產生了，即光伏效應，也就是下文所述的開路電壓。若兩端??接上負載時則有光生電流通過，這就實現了將光能轉換為電能的過程。??１．３．２太陽能電池的伏安特性曲線及性能參數??太陽能電池性能的好壞可以用其器件的相關參數來直接衡量。下圖１．３所示??的電路圖是理想太陽能電池的等效電路圖，包含因光照所產生電流的恒流源知、??理想的整流二極管和外接負載??Ｉ??ｔ?丄?１?丄＋??心?０?５乙?Ｕ?Ｒ

?第１章緒論???電流包括用來抵消二極管產生的結電流／Ｄ和供給負載的電流／。負載兩端的電壓??Ｕ、二極管的結電流／Ｄ和工作電流的大小都和負載電阻的大小有關系，但是??這不是唯一的決定因素。??因此，可以得出／的大小為??１?—?／ｐｈ?－?Ｉｄ?（１）??根據擴散理論可知，二極管的結電流／Ｄ為??Ｉｄ?＝?＾〇［ｅｘｐ?（＾；）?－?１］?⑵??將（２）帶入（１）可得??／?＝?／ｐｈ－?／〇［ｅｘｐ（浩）—１］?（３）??這里的＆是二極管的反向飽和電流，是二極管的節(jié)電壓，ｑ為電子電荷量，ｎ??為理想系數是表示ＰＮ結的特性參數，通常為１？２；?ｋＢ為玻爾茲曼常數；Ｔ為??熱力學溫度。如果忽略不計電池的串聯(lián)電阻辦，此時就等于太陽能電池的兩??端電壓Ｕ。因此（３）式可以寫為：??／＝／ｐｈ－?／〇［ｅｘｐ（＾）－ｌ］?（４）??＼?｜??１??Ｕａ?Ｕ〇ｃ?Ｖ??圖１．４理想太陽能電池的電流電壓特性曲線??太陽能電池的工作電流就是當電池連接負載時流過負載的電流，太陽能電池的??工作電壓即負載兩端的電壓。當負載阻值變化時，太陽能電池的工作電流和電??壓也會相應地變化。太陽能電池的電流－電壓特性曲線就是根據不同阻值的負載??６??


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