研究目的
通过在非晶硅(a-Si:H)太阳能电池中引入以硫化银(Ag2S)纳米颗粒作为纳米镜的非传统背反射层(BRL),展示一种先进的轻量管理技术。
研究成果
在非晶硅氢(a-Si:H)太阳能电池中,采用嵌入硫化银(Ag2S)纳米颗粒的氧化铟锡(ITO)作为背反射层,可显著增强光捕获能力(尤其在长波长区域),使光电转换效率提升至10.58%。该方法证明了半导体纳米颗粒在薄膜太阳能电池先进光管理中的潜力。
研究不足
该研究未深入探讨Ag2S纳米粒子尺寸优化及其覆盖面积问题,这些因素本可能进一步提升太阳能电池性能。此外,BRL对太阳能电池填充因子的影响被视为局限性,观察到轻微下降现象。
1:实验设计与方法选择:
本研究制备了含新型背反射层(BRL)的氢化非晶硅(a-Si:H)太阳能电池,该BRL由夹在两层氧化铟锡(ITO)之间的硫化银(Ag2S)纳米颗粒构成。此设计旨在增强太阳能电池有源层内的光捕获能力。
2:样品选择与数据来源:
采用胶体N-乙酰半胱氨酸包覆的Ag2S纳米颗粒合成并构建BRL。太阳能电池制备于FTO镀膜玻璃基底上。
3:实验设备与材料清单:
设备包括蔡司Sigma场发射扫描电子显微镜(FESEM)、NT-MDT Solver NEXT原子力显微镜(AFM)、用于ITO沉积的脉冲直流磁控溅射系统,以及太阳能电池制备的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装置。材料包含硝酸银(AgNO3)、硼氢化钠(NaBH4)、N-乙酰半胱氨酸及ITO。
4:3)、硼氢化钠(NaBH4)、N-乙酰半胱氨酸及ITO。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将Ag2S纳米颗粒旋涂于ITO层上,再沉积另一层ITO形成BRL。随后通过PECVD制备太阳能电池,并将BRL集成至一组电池中进行对比研究。
5:数据分析方法:
使用紫外-可见-近红外分光光度计测量反射率,在AM 1.5G光照下测定电流-电压(J-V)特性,采用入射光子-电流效率测量系统获取外量子效率(EQE)。通过COMSOL? Multiphysics数值计算验证实验结果。
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Zeiss Sigma scanning electron microscope
Sigma
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