研究目的
通过引入单壁碳纳米管（SWCNTs）作为顶部接触层来提高砷化镓基太阳能电池的效率，增强光电流收集效率并减少寄生光吸收。
研究成果
将单壁碳纳米管（SWCNTs）作为顶部接触层应用于砷化镓（GaAs）基太阳能电池，可使光电转换效率从10.6%提升至11.5%，这主要归因于光生电流收集效率的提高和寄生光吸收的减少。OBIC与EBIC研究表明其能有效实现电流收集且对有源区能带结构影响极小，表明SWCNTs在光伏器件中具有更广泛应用潜力。
研究不足
该研究未对带有背面电?。˙SF）层或减反射涂层（ARC）的太阳能电池设计进行优化，这些措施本可进一步提高效率。异质结的结晶度及表面复合效应也可能限制其性能。
1：实验设计与方法选择：
对比研究采用单壁碳纳米管（SWCNT）顶电极与传统的金属栅格电极的薄膜砷化镓（GaAs）太阳能电池的制备与表征，利用光学和电子束诱导电流技术进行检测。
2：样品选择与数据来源：
包含与不含SWCNT顶电极的GaAs基太阳能电池，通过I-V测试、EQE测试、OBIC和EBIC技术获取数据。
3：实验设备与材料清单：
用于I-V测试的太阳光模拟器、用于EQE测试的光谱仪、用于OBIC测试的半导体激光器、用于EBIC测试的电子束；材料包括GaAs、SWCNTs、Ni/AuGe、Cr/Au和AuCl3。
4：实验步骤与操作流程：
制备金属栅格和SWCNT电极的太阳能电池，在AM1.5G光照下测量光伏特性，通过OBIC和EBIC表征评估电流收集与能带结构效应。
5：5G光照下测量光伏特性，通过OBIC和EBIC表征评估电流收集与能带结构效应。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过对比I-V特性、EQE光谱、OBIC信号行为及EBIC分布来评估性能提升。
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single-walled carbon nanotubes
Used as a transparent conductive electrode for hole collection in solar cells.
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GaAs
Base material for the solar cell absorber layer.
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Ni/AuGe
Rear contact material for the solar cell.
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Cr/Au
Top metal grid contact material for the basic solar cell.
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AuCl3
Used for doping the SWCNT film to reduce sheet resistance.
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AM1.5G solar simulator
Used for measuring the current-voltage characteristics of the solar cells.
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spectrometer
Used for measuring the external quantum efficiency (EQE) of the solar cells.
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semiconductor laser
Used for optical beam-induced current (OBIC) measurements.
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electron beam
Used for electron beam-induced current (EBIC) measurements.
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