研究目的
研究大面积粗糙基底上垂直生长的MoS2和MoSe2在高效弱光透明光伏器件中的光载流子引导行为。
研究成果
该研究成功证明了垂直生长的MoX2薄膜可作为粗糙基底上非晶硅薄膜太阳能电池的透明导电层,在弱光条件下显著提升电池性能。这些透明电池展现出卓越的功率转换效率和较高的串联电阻值,适用于建筑集成光伏窗户或室内光伏应用。
研究不足
该研究的局限性在于在粗糙基底上生长高质量MoX2薄膜的技术约束,以及生长过程存在进一步优化以提升电池性能的潜力。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用抑制金属聚集生长法(MASG),在粗糙的透明导电氟掺杂氧化锡(FTO)玻璃衬底上垂直生长MoX2(X = S, Se)薄膜,并将其作为透明氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳能电池(TFSCs)中的光生载流子引导层(CGL)。
2:样品选择与数据来源:
样品包括生长在SiO2/Si和FTO玻璃衬底上的MoS2与MoSe2薄膜。FTO衬底的均方根(rms)粗糙度为38.0纳米。
3:0纳米。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括太阳光模拟器(ORIEL仪器)、透射电镜系统(JEOL JEM-ARM200F)、拉曼光谱系统(HORIBA Jobin Yvon)以及紫外/可见/近红外分光光度计(Lambda 1050)。材料包括硫和硒颗粒(99.999%,i TASCO)以及钼颗粒(99.99%,LTS)。
4:999%,i TASCO)以及钼颗粒(99%,LTS)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:Mo薄膜在SiO2/Si衬底上以500、600或700°C的生长温度硫化或硒化;或在FTO玻璃衬底上以530°C硫化或硒化。硫和硒裂解区的温度为950°C。p型μc-Si:H、本征a-Si:H和n型μc-Si:H层通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在200°C的衬底温度下沉积。
5:600或700°C的生长温度硫化或硒化;或在FTO玻璃衬底上以530°C硫化或硒化。硫和硒裂解区的温度为950°C。p型μc-Si:
5. 数据分析方法:J-V特性在室温下以100至20 mW cm?2的光强通过太阳光模拟器测量。EQE值通过EQE测量系统(IQE-200,Newport)测量。
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TEM system
JEM-ARM200F
JEOL
Obtaining TEM images of cells.
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solar simulator
ORIEL Instruments
Measuring the J–V characteristics of solar cells.
-
Raman spectroscopy system
HORIBA Jobin Yvon
Performing Raman spectroscopy analyses.
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ultraviolet/visible/near infrared spectrophotometer
Lambda 1050
Measuring transmittances.
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AFM system
XE-100
Park Systems
Obtaining nanoscale surface images of the various films.
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