研究目的
研究利用超薄导电聚合物薄膜在n型晶体硅中形成无掺杂p-n结及其与太阳能电池性能的关联。
研究成果
PEDOT:PSS在n型硅中诱导出显著的能带向上弯曲,形成反型层。添加DMSO并提高PEDOT含量会增大能带弯曲幅度,这与太阳能电池性能的提升相关。实现高功率转换效率的关键在于硅表面的充分钝化以及聚合物层的高导电性。
研究不足
该研究的局限性在于,由于PEDOT:PSS层厚度超过了光电子平均自由程,使得通过XPS测量硅芯能级存在挑战。此外,PEDOT:PSS的增量沉积在实际操作中不易实现,这影响了超薄膜的均匀性及针孔的形成。
1:实验设计与方法选择:
研究采用不同配方和厚度的PEDOT:PSS薄膜沉积于n-Si衬底,随后通过光电子能谱(XPS和UPS)表征及太阳能电池性能测试进行分析。
2:样品选择与数据来源:
使用n型(100)晶向、单面抛光且厚度为300微米的单晶硅片。PEDOT:PSS配方包括PH1000和Al4083,含或不含DMSO添加剂。
3:实验设备与材料清单:
光谱椭偏仪(J. A. Woollam公司,Alpha-SE)、光电子能谱系统(SPECS)、太阳能模拟器(Newport)。
4:实验流程与操作步骤:
样品通过旋涂法将PEDOT:PSS沉积于硅片并退火制备,椭偏仪测定薄膜厚度,XPS和UPS测量分析电子特性,AM 1.5光照条件下制备并表征太阳能电池。
5:5光照条件下制备并表征太阳能电池。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过XPS和UPS光谱分析核心能级偏移与功函数变化,测量太阳能电池性能参数(Voc、Jsc、FF、PCE)并与PEDOT:PSS/n-Si界面的电子特性关联。
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