研究目的
研究用于光伏器件应用的Sb2Se3薄膜的制备与表征,重点关注其结构、光学、光电及光伏特性。
研究成果
该研究成功制备并表征了具有光伏应用前景的Sb2Se3薄膜。这些薄膜呈现多晶结构、直接光学跃迁特性,在所制备的异质结器件中实现了4.03%的太阳能转换效率。未来研究可聚焦于优化薄膜沉积技术和器件结构以提升效率。
研究不足
该研究仅限于通过热蒸发法制备的Sb2Se3薄膜的表征。所制备太阳能电池的效率相对较低,表明在薄膜质量和器件结构方面存在潜在的优化空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用热蒸发法制备不同厚度的Sb2Se3薄膜,通过结构、形貌和光学表征评估薄膜特性。
2:样品选择与数据来源:
制备了厚度为241、315、387和429纳米的Sb2Se3薄膜,块体材料由纯元素(Sb和Se)在真空石英管中合成。
3:387和429纳米的Sb2Se3薄膜,块体材料由纯元素(Sb和Se)在真空石英管中合成。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括X射线衍射仪(X’Pert)、场发射扫描电子显微镜(FESEM,Quanta FEG 250)、能谱仪(EDXS)、分光光度计(SP,V-570,JASCO)、静电计(Keithley-2635 A)和C-V测试仪。材料为Sb(99.999%)和Se(99.999%)。
4:0)、能谱仪(EDXS)、分光光度计(SP,V-570,JASCO)、静电计(Keithley-2635 A)和C-V测试仪。材料为Sb(999%)和Se(999%)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括Sb和Se直接熔融,随后通过热蒸发沉积薄膜。表征手段包含XRD、FESEM、EDXS、光学透射反射测量及光伏性能评估。
5:数据分析方法:
采用Scherer公式计算晶粒尺寸,Swanepoel法测定折射率,Tauc关系估算带隙能量。
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获取完整内容-
Field emission scanning electron microscopy
Quanta FEG 250
FEI
Examine the morphology and the elemental composition of the as-deposited Sb2Se3 thin films
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Spectrophotometer
SP, V-570
JASCO
Investigate the transmittance (T) and reflectance (R) optical data
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X-ray diffraction instrument
X’Pert
Study the crystal structure of the as-deposited Sb2Se3 thin films
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Energy-dispersive X-ray spectrometer
EDXS
Elemental composition analysis
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Electrometer
Keithley-2635 A
Measure the current–voltage (I–V) characteristic
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C–V meter
Characterize the dark capacitance–voltage (C–V) estimations
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Halogen lamp
Generate light for illumination process
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Solar power meter
Measure the intensity of the incident light
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