研究目的
研究金属氧化物(MO)半导体作为太阳能光伏(PV)技术材料的潜力,因其具有储量丰富、无毒、化学稳定性高以及低成本沉积方法等优势。
研究成果
采用溶胶-凝胶旋涂技术成功制备了Co3O4/ZnO和CuO/ZnO异质结结构。尽管这些结构展现出良好的光捕获效率,但由于本征缺陷导致其短路电流密度和开路电压较低。研究表明全氧化物太阳能电池具有可行性,但要实现高效率仍需更多工作。
研究不足
研究发现,Co3O4和CuO结构均表现出较差的光伏性能,这归因于异质结结构内部或界面层的缺陷。太阳能电池的效率较低,表明需要进一步优化以实现更高的效率。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用逐层沉积n型和p型金属氧化物半导体的方法制备p-n结太阳能电池。以Co3O4和CuO作为吸光层,ZnO作为窗口层,通过简单的旋涂法进行沉积。
2:样品选择与数据来源:
使用掺氟氧化锡(FTO)玻璃基底,经清洗处理后进行沉积。沉积前制备并陈化了ZnO、Co3O4和CuO的前驱体溶液。
3:实验设备与材料清单:
旋涂机、马弗炉、用于结晶度研究的X射线衍射仪(XRD)、用于表面形貌分析的场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、用于光响应测试的光伏瞬态测量系统以及用于J-V特性测试的AM1.5太阳模拟器。
4:5太阳模拟器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:沉积过程包括将前驱体溶液旋涂到FTO基底上,经干燥和热处理。重复该过程以达到所需膜厚。最后在结构顶部沉积铟电极。
5:数据分析方法:
采用德拜-谢乐公式计算晶粒尺寸,利用Tauc公式确定光学带隙,根据反射率数据计算光捕获效率(LHE)。
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