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oe1(光电查) - 科学论文

12 条数据
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  • 硫掺杂对溶液旋涂法制备的CdSe薄膜结构、形貌及光学性能的影响

    摘要： 采用简单的溶液旋涂法在玻璃基底上制备了三元化合物半导体CdSexS1-x（x=1、0.8、0.6、0.4、0.2和0）薄膜。以醋酸镉、亚硒酸氢钠和硫脲作为Cd2+、Se2?和S2?离子的源材料，三乙醇胺作为封端剂。25%浓氨水溶液既作为络合试剂，也用于将最终溶液pH调节至约11。所有样品的沉积条件（转速2000 rpm持续30秒，基底在120°C空气中干燥2分钟）保持一致。沉积后的玻璃基底薄膜在350°C下退火30分钟。X射线衍射图谱显示所有样品均为六方结构的结晶态多晶材料。多数制备薄膜沿(002)晶面呈现高度择优取向，且(002)晶面峰位随组分"x"变化发生偏移。CdSexS1-x薄膜的平均晶粒尺寸介于62.6纳米至93.4纳米之间。扫描电镜图像显示均匀沉积形貌，球形晶粒均匀分布于整个玻璃基底。CdSe0.8S0.2和CdSe0.6S0.4样品呈现特殊形貌特征——球形纳米颗粒与互联纳米纤维组合形成分级花状微结构。能谱分析证实薄膜元素Cd、Se和S的原子比化学计量比与反应溶液体积比基本一致。傅里叶变换红外光谱证实材料中形成了Cd(Se,S)键合。CdSexS1-x薄膜的光学带隙为直接带隙，范围1.82电子伏特至2.32电子伏特。随着硫元素掺入量增加，薄膜带隙相应增大。该材料因其宽域且精细可调的能带间隙特性，可作为太阳能光伏电池的吸收层材料。

    关键词： 纳米纤维、旋涂法、吸收层、硫化镉、硒化镉、分级花状微结构、三元化合物半导体

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 通过真空喷雾热解法沉积并表征地壳丰度元素三元薄膜<scp>CuZnS</scp>及<scp>p-</scp>CZS/<scp>n-AZO</scp>异质结太阳能电池的制备

    摘要： 我们报道了以硫化铜锌（CZS）薄膜为吸收层的太阳能电池器件<ITO/AZO/i-ZnO/CZS/Al>的制备。采用化学喷雾热解技术在10^-3毫巴压力下、不同衬底温度制备了CZS薄膜，并研究了其结构、形貌、光学、成分及电学特性。结构分析显示该薄膜具有含CuS-ZnS二元复合相的结晶特性。原子力显微镜分析表明平均粒径为88纳米。紫外光电子能谱测得功函数值为4.58电子伏特。所制薄膜带隙值介于1.62至2.06电子伏特之间。霍尔效应测量证实所有沉积薄膜均呈p型导电。350°C沉积样品的载流子浓度达10^21 cm^-3，电导率为526 S cm^-1。采用350°C沉积的CZS样品制备了<ITO/AZO/i-ZnO/CZS/Al>电池器件，获得参数：开路电压Voc=0.505伏特，短路电流密度Isc=4.97 mA/cm^2，填充因子FF=64.28%，转换效率η=1.6±0.05%。

    关键词： 太阳能电池，异质结，三元化合物，薄膜，吸收层，真空喷雾热解

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 使用莫希石相Cu2SnS3纳米粒子的等离激元太阳能电池

    摘要： 本文介绍了一种合成钼铅矿结构铜锡硫（Cu2SnS3）纳米颗粒的新技术。该方法采用低成本、非真空、室温胶体合成工艺。合成过程中使用硫化钠和硫代乙酰胺两种硫源，其中后者被认为对形成钼铅矿晶体结构起关键作用。通过XRD、激光拉曼光谱仪、SEM/EDS、紫外-可见-近红外分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪对制备样品进行表征。所得样品呈带金属光泽的绿黑色，由于纳米颗粒表面存在自由电子，在807 nm处产生表面等离子体共振。根据测不准原理计算得出等离子体寿命为42.5纳秒，该较长的寿命可实现更高的光子吸收率。因此钼铅矿结构铜锡硫纳米颗粒在低成本等离子体太阳能电池吸收层中具有应用潜力。

    关键词： 吸收层、表面等离子体共振、硫化铜锡、等离激元太阳能电池、Mohite CTS

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 铋掺杂对CdTe薄膜的影响：太阳能电池吸收层应用中物理性质的热退火演变

    摘要： 为降低传统铜掺杂带来的不稳定性及器件退化概率，同时调控所需带隙并减少太阳能电池器件的开路电压损失，本研究报道了铋掺杂CdTe薄膜物理性质演化的研究成果。采用电子束沉积结合空气退火工艺制备了CdTe:Bi 2%合金薄膜。结构分析表明薄膜沿(111)晶面择优生长，经退火后呈现多晶特性。退火处理影响薄膜的吸光度，其中450°C退火样品表现出最大吸光度。电流-电压测试显示线性关系证实薄膜与透明导电氧化物衬底间形成欧姆接触，且电导率随退火过程发生变化。原子力显微镜研究表明（除300°C外）退火导致表面粗糙度增加。研究结果表明，450°C退火处理的CdTe:Bi 2%薄膜优化后的物理特性对提升太阳能电池器件性能具有重要作用。

    关键词： 铋掺杂、吸收层、空气退火、薄膜、碲化镉、电子束蒸发

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 解密Sb2Se3中关键缺陷的作用——一种极具潜力的硫属化合物太阳能电池候选材料

    摘要： 本文采用最先进的量子计算方法，对光伏应用中极具潜力的吸收材料Sb2Se3进行了全面研究，以阐明缺陷对其电学性能的影响。结果表明，尽管Sb2Se3的稳定存在范围较窄，但由于Sb/Se体系中不存在其他可能稳定的竞争二元相，该材料易于合成。计算证实本征n型缺陷难以形成，因为Sb空位会抑制费米能级接近导带底。相反，由于SbSe反位缺陷的存在，该材料预期呈现本征p型半导体特性。掺杂是调控载流子浓度及类型的重要技术手段?；诖?，我们研究了多种外源缺陷——采用锡和铜增强材料固有p型特性，利用卤素元素（Cl、Br、I）实现Sb2Se3的n型掺杂。研究结果表明，Sb2Se3:Cu(p)/Sb2Se3:I(n)可能成为光伏器件中可行的同质结结构。

    关键词： 点缺陷、硫属化合物、吸收层、光伏、Sb2Se3、建模、密度泛函理论

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于CZTSSe的太阳能电池输出性能增强理论研究

    摘要： CZTSSe为太阳能器件提供了廉价、环保且储量丰富的材料，但此类太阳能电池的纪录光电转换效率多年来一直停滞在约12%。输出电压和整体性能较低的主要原因是异质结区域存在严重的非辐射复合。为寻找太阳能电池的整体优化方案及合适的缓冲层，我们采用SCAPS-1D软件进行了数值模拟。研究中使用CZTSSe作为吸收层，掺铝氧化锌作为透明导电层，氧化锌作为窗口层，并分别采用CdS、Cd0.4Zn0.6S和ZnSe作为不同缓冲层。我们探究了吸收层与缓冲层厚度对开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)及效率的影响，同时研究了温度对上述电池参数的作用。

    关键词： 异质结、缓冲层、效率、CZTSSe、太阳能器件、吸收层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于太阳能电池吸收层的p型Cu3BiS3薄膜的一步热蒸发法制备

    摘要： 三元硫化铜（尤其是铜铋硫化合物Cu-Bi-S）因其组成元素储量丰富且无毒，相比传统的铜铟镓硒和碲化镉薄膜，成为替代性太阳能吸收材料。本研究采用一步共蒸发法，以Cu2S和Bi2S3为原料，在室温至400°C的沉积温度范围内，将Cu-Bi-S薄膜沉积于钠钙玻璃基底上。X射线衍射分析证实富铜薄膜中以Cu3BiS3为主相，且随沉积温度升高，薄膜结晶质量显著改善。400°C沉积的薄膜实现了1.4 eV的光学带隙，其霍尔迁移率达3.95 cm2/V·s，载流子浓度为7.48×1016 cm-3。将375°C和400°C沉积的Cu3BiS3薄膜应用于超薄衬底太阳能电池结构（玻璃/ITO/n-CdS/p-Cu3BiS3/Al）。

    关键词： p型Cu3BiS3，光学带隙，热共蒸发，薄膜太阳能电池，吸收层

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于光伏应用的纳米结构Cu2S薄膜制备研究

    摘要： 当前的研究工作致力于开发新型光伏材料，在降低成本的同时提高效率?？⑿滦凸夥牧鲜笨悸堑囊蛩匕ǎ汉鲜实哪艽湎?、采用低成本沉积方法沉积材料的可能性、元素的丰度，以及与元素合成、组件生产、运行和处置相关的低环境成本。长期以来，人们一直在持续努力寻找最适合作为太阳能电池吸收材料的材料，也提出了一些先进材料作为潜在的太阳能电池材料。在我们目前的研究中，我们采用Cu2 - xS作为合适的p型吸收层材料，但形成稳定的Cu2 - xS薄膜是一项困难的任务。不同的研究人员提出了不同的方法，我们发现元素堆叠层沉积法是一种很有前景的技术。但该技术需要在厚度和层数方面进一步优化，以获得具有所需化学计量比的最佳结果。在此背景下，我们尝试通过物理气相沉积技术在玻璃基板上优化厚度和层数，以开发多层Cu2 - xS薄膜。通过这种方法获得的结果表明，最佳层数为10层，通过XRD、EDX、SEM、分光光度法和PL等不同的表征技术可确保形成晶态Cu2S结构，其光学带隙约为1.65 eV至1.85 eV。采用银和体电阻（ρb）的肖特基结的I - V特性表明该样品具有半导体特性。据我们所知，这是首次报道此类纳米结构Cu2S薄膜的制备。

    关键词： 硫化亚铜，元素堆叠层，吸收层，优化，物理气相沉积，带隙

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有单吸收层和单倍增层的光电倍增型宽响应有机光电探测器

    摘要： 具有光倍增（PM）效应的宽响应有机光电探测器（OPDs）通过单吸收层和单倍增层实现。其响应范围主要由吸收层材料决定，而光倍增OPDs的外量子效率（EQE）则主要受控于倍增层。本研究设计了一种双层结构PM-OPDs（器件结构：ITO/ZnO/PM6:Y6/PC71BM:P3HT(100:5, wt/wt)/Au），其中PM6:Y6作为吸收层，PC71BM:P3HT作为倍增层。优化后的器件展现出350-950 nm的宽光谱响应，在10 V偏压下获得最大约1200%的外量子效率及约6.8×10?12 cm Hz1/2 W?1的比探测率（D*）。这种双层设计方案为实现响应范围可调的光倍增OPDs提供了有效策略。

    关键词： 有机光电探测器、光倍增效应、吸收层、倍增层、宽响应范围

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 溅射沉积铜铟镓硒太阳能电池及组件的热降解：加工条件与偏压的影响

    摘要： 我们报道了全封装铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2)组件在不同薄膜生长参数（特别是背接触硒化处理preeSe）条件下的加速热降解研究，以及热降解过程中偏置（光照/电压）的影响。研究表明预硒化条件对器件热稳定性具有深远影响：降低preeSe虽能提升初始效率，但会导致严重的热降解——这源于光照状态下空间电荷区减小与少数载流子寿命缩短（通过外量子效率测量证实）的共同作用，进而造成短路电流大幅衰减。同时退化状态下浅受主浓度（通过电容-电压测试测得）显著升高，表明硒空位-铜空位复合体(VSe-VCu)可能是诱因。此时光照浸泡伴随深层受主态高浓度出现与浅掺杂增强，前者降低体相寿命，后者因耗尽层变窄进一步影响电子收集。该结果表明吸收层薄膜的体相结构特性深受背接触硒化条件影响，使其更易发生热降解。论文第二部分显示，热暴露过程中的电偏置或光照偏置能减缓降解，尤其几乎完全消除了上述短路电流损失。这一意外发现表明：虽然偏置的积极作用通常归因于界面变化，但我们的结果证明体相特性同样可获得改善。

    关键词： 吸收层、界面、缺陷、薄膜太阳能电池、热降解、可靠性、光浸泡、铜铟镓硒

    更新于2025-09-11 14:15:04