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射频和直流溅射Sb2Te3薄膜的压力效应及其在太阳能电池中的应用
摘要： 本研究开发了Sb2Te3薄膜的合成与表征技术，通过射频和直流溅射法在不同沉积气压（5-15毫托）下制备薄膜。采用X射线衍射、能量色散光谱（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）和电阻率测量对Sb2Te3薄膜进行表征。作为碲化镉基太阳能电池的接触层部分，进行了电流-电压（I-V）和外量子效率（EQE）测试。结果表明：射频溅射的Sb2Te3呈多晶态，主要具有菱方晶系结构；直流溅射薄膜则主要为单斜晶系结构。两组样品电阻率均约为10^-4欧姆·厘米。在碲化镉基太阳能电池中，将Sb2Te3作为背面接触膜使用时，在生长室10毫托气压条件下可使电池效率提升至8.01%，显著高于未添加Sb2Te3层的对照组电池（效率4.82%）。
关键词： p型材料，碲化镉太阳能电池，射频与直流溅射，三碲化二锑
更新于2025-11-14 15:15:56
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通过铜活化工程最大化碲化镉太阳能电池性能
摘要： 铜（Cu）的掺入是制备高效碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的关键工艺之一。然而，由于铜在CdTe中具有高迁移率，必须精细调控其分布与浓度，以减少CdTe体相中的补偿型间隙施主缺陷及缓冲层/CdTe界面的复合中心，从而最大化器件性能。本研究采用氯化亚铜（CuCl）溶液处理结合快速热退火（RTA）工艺来控制CdTe吸收层中铜的浓度与分布，在无需硒掺杂的情况下实现了光电转换效率达17.5%的顶尖CdTe薄膜太阳能电池。结果表明：使用CuCl溶液可显著降低CdTe所需的铜含量，而RTA工艺是调控CdTe太阳能电池中铜分布的有效方法。
关键词： 功率转换效率、快速热退火、氯化亚铜、碲化镉太阳能电池、铜活化
更新于2025-09-23 15:19:57
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不同氧含量的溅射MoOx薄膜特性及其在CdTe太阳能电池中作为背接触的应用
摘要： 通过溅射法成功制备了不同成分的透明MoOx薄膜，并系统研究了氧含量对MoOx薄膜化学计量比、缺陷态、功函数以及电学和光学性能的影响。随后将这些薄膜用作碲化镉太阳能电池的背接触缓冲层。与采用金背接触的CdTe太阳能电池相比，使用MoOx缓冲层的电池性能出现下降。研究表明这种性能退化是由CdTe表面氧化、较大的价带偏移量以及不足的功函数共同导致的。最终通过优化背接触结构，形成CuCl/MoOx/ITO复合背接触，将电池效率提升至11.8%。本研究展示了制备不同氧浓度MoOx薄膜的可行方法，该方法可便捷应用于多种其他薄膜太阳能电池，并为双面器件的制备及性能优化提供了重要参考。
关键词： 背接触、碲化镉太阳能电池、氧化钼、磁控溅射
更新于2025-09-23 15:19:57
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将金属硒化物薄膜作为次级吸收层掺入碲化镉太阳能电池中
摘要： 近年来，硒元素引入CdTe太阳能电池促成了高性能CdTe薄膜太阳能电池的发展。该方法通过在CdTe高温沉积过程中利用前驱体CdSe层发生互扩散来形成CdSexTe1-x合金。然而，这种扩散形成的成分梯度CdSexTe1-x会导致长波长光子吸收不足。因此，在CdTe薄膜太阳能电池中引入了近空间升华法制备的CdSexTe1-x中间层。研究发现，600纳米厚的CdSexTe1-x吸收层能有效增强长波长光子吸收并扩展长波长量子效率响应。同时，研究考察了主吸收层沉积工艺对CdTe电池性能的协同效应。CdTe沉积时的衬底温度对电池效率具有显著影响：较高的衬底温度能更有效地获得更大晶粒尺寸、提升晶体质量并促进不同半导体层的互扩散。这些改进可有效降低载流子复合，从而获得更高的填充因子和开路电压。
关键词： 光谱响应，碲化镉太阳能电池，载流子复合，CdSexTe1-x，硒化镉
更新于2025-09-19 17:13:59
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弯曲测试对MOCVD制备的柔性超薄玻璃上CdTe太阳能电池性能的影响
摘要： 轻质灵活的太阳能模组对于高比功率应用、建筑光伏一体化、无人机及航天领域极具价值。虽然柔性金属和聚酰亚胺箔材常被采用，但本研究选用了具有优异特性的替代基底——超薄玻璃(UTG)。我们在100微米厚的UTG上制备了平均效率达14.7%（AM1.5G）的CdTe太阳能电池。目前关于弯曲对光伏性能影响的研究较少，因此我们系统测试了40毫米与32毫米弯曲半径下，以及弯曲前后平面状态时的J-V参数变化。32毫米弯曲测试后的平面J-V测量显示效率、开路电压(Voc)和填充因子(FF)均有提升，数值高于首次平面状态测量值。此外，两片初始性能相同的CdTe电池经32毫米静态弯曲测试168小时后，结果显示优异的均匀性与稳定性，J-V参数未出现显著变化。外量子效率与电容电压测试表明光谱响应和载流子浓度均未发生明显改变。残余应力分析显示弯曲测试后薄膜内部未产生额外应变，整体应变水平较低。这证明了UTG基底CdTe太阳能电池在需要曲面模组且不牺牲性能的新应用场景中的可行性。
关键词： 超薄玻璃、薄膜、金属有机化学气相沉积、碲化镉太阳能电池、弯曲测试
更新于2025-09-19 17:13:59
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碲化镉太阳能电池在质子治疗束模式下的辐射硬度
摘要： 我们评估了碲化镉（CdTe）太阳能电池在质子束辐照下的耐久性，并通过应用100 MeV的笔形束扫描（PBS）辐照，探究其作为质子束治疗剂量计的可行性。具体而言，分别以0、1012、1013、101?和101? cm?2的辐照剂量施加100 MeV质子PBS束。结果显示，在最高剂量1×101? cm?2下，太阳能电池性能参数——开路电压（Voc）、短路电流（Jsc）、填充因子（FF）和效率（?）的剩余因子（定义为退化值与初始值的比值）分别约为参考电池（未辐照）的89%、44%、69%和30%。尤其在1×101? cm?2的高注量下，主要参数转换效率仍保持参考电池的约70%。此外，我们利用粒子模拟软件根据PBS束能量观测氢原子的投影射程，并评估了CdTe电池中累积的注量。随着能量增加，由于质子布拉格峰的特性，电池内部累积的注量趋于减少，从而降低了质子束引起的电池辐射损伤。本研究结果可为薄膜太阳能电池剂量计传感器研究提供重要参考，并为未来CdTe太阳能电池在质子束治疗中的应用奠定基础。
关键词： 辐射硬度、质子治疗、剂量传感器、笔形束扫描照射、碲化镉太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于等离子体纳米粒子的CdTe太阳能电池实现太阳能的超级吸收
摘要： 利用等离子体纳米粒子提升薄膜太阳能电池的光子吸收能力，对于实现高效且大幅降本的电池至关重要。本研究报道了基于方形阵列等离子体钛纳米粒子简单设计的碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池太阳能增强综合研究。金属纳米结构中局域等离子体激元的激发与减反射涂层(ARC)协同作用，显著增强了活性CdTe层的光子吸收。该结构实现了超强吸收性能——在可见光至近红外波段(300-1200nm)平均吸收率超过97.27%，900nm波长范围内吸收带宽达90%，峰值吸收率高达99.9%。通过AM 1.5全球倾斜太阳光照条件下的光电流密度估算(达到40.36 mA cm?2)进行定性分析，该数值为迄今报道最高值。研究详细讨论了纳米粒子尺寸、不同金属材料、形状及随机排列对光学吸收的影响。通过斜入射条件下的吸收性能测试，基本验证了角度不敏感性——即便入射角大于0°时电池仍保持高效吸收。这些发现表明，该宽带结构在降低器件成本的同时实现高光电转换效率具有良好前景。
关键词： 光电流密度、钛纳米颗粒、等离子体纳米颗粒、宽带吸收、碲化镉太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22