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oe1(光电查) - 科学论文

64 条数据
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  • [IEEE 2019化合物半导体周（CSW）- 日本奈良（2019.5.19-2019.5.23）] 2019年化合物半导体周（CSW）- 采用大晶粒锗籽晶层在玻璃衬底上生长用于太阳能电池的GaAs薄膜的结构与光学特性

    摘要： 我们在玻璃衬底上通过铝诱导结晶形成的锗籽晶层制备了吸光砷化镓层。该砷化镓层在520°C下生长时展现出50微米的晶粒尺寸，并在1.0V偏压下具有60%的内量子效率。这些数值是低温（<600°C）非晶衬底上生长的砷化镓层中最高的。

    关键词： 铝诱导结晶，砷化镓外延生长，薄膜太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 薄膜太阳能电池

    摘要： 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池存在背接触处的高复合损耗以及前接触层的寄生吸收问题。介电钝化层能克服这些限制，实现对界面复合的有效控制——随着薄膜太阳能电池效率提升且厚度减薄以减少贵金属消耗，这一特性变得愈发重要。我们展示了通过原子层沉积技术在CIGS上制备的氧化物基钝化层的光电与化学界面特性。适当的沉积后退火工艺可消除有害界面缺陷并促使CIGS表面重构氧化。不同钝化方案的光电界面特性高度相似，证明无论钝化氧化物中采用何种金属元素，都能有效抑制界面态。当使用氧化铝（Al2O3）作为钝化层时，我们证实其界面电荷会产生额外的场效应钝化作用，形成优于最先进硫化镉（CdS）缓冲层的界面钝化效果。基于该化学界面模型，我们开发出无需接触图案化的全区域背面界面钝化层，相比标准钼背接触实现了1%的绝对效率提升。

    关键词： 铜铟镓硒（CIGS）、硫化镉（CdS）、原子层沉积、氧化、薄膜太阳能电池、复合损耗、氧化铝（Al2O3）、界面钝化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 锂掺杂对Cu(In,Ga)Se2薄膜及光伏性能的影响

    摘要： 众所周知，钾（K）、铷（Rb）和铯（Cs）等重碱金属对提升铜铟镓硒（CIGS）光伏效率具有显著效果，但其具体机制仍有待探讨。本研究聚焦最轻的碱金属锂（Li）对CIGS薄膜及器件性能的影响，并与重碱金属进行对比。现有文献已报道元素锂对铜锌锡硫（CZTS）光伏器件增效的积极作用，但本研究表明锂对CIGS的增益效果并不显著。与钠（Na）或铷增强CIGS(112)晶向生长的作用不同，锂未显示出对CIGS晶向的影响。锂与其他碱金属最显著的区别体现在CIGS薄膜的元素深度分布上：钠及重碱金属在CIGS薄膜表层区域（相对贫铜区）呈现浓度峰值，而锂无此趋势，表明其对CIGS表面改性无明显作用。不过研究发现锂仍能小幅提升CIGS的光致发光（PL）峰强度及光伏性能，但该效应相较于其他碱金属较为有限。

    关键词： 铜铟镓硒、锂、薄膜太阳能电池、铷、硫属化物、黄铜矿、碱金属

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 对薄膜p-BaSi<sub>2</sub>/n-CdS异质结构的研究：面向基于半导体硅化物的高效太阳能电池

    摘要： 本文详细研究了一种基于半导体硅化钡(BaSi2)吸收层的Al/SnO2:F/CdS/BaSi2:B/Cu新型异质结薄膜太阳能电池(TFSC)。通过光伏电容模拟器(SCAPS)对该电池进行了数值模拟与深入分析。为优化器件性能，p+型BaSi2吸收层厚度在100-3000 nm范围内变化，n型CdS缓冲层与n+型SnO2:F窗口层厚度均在20-200 nm区间调整。通过大量变量测试，对各层的受主(NA)与施主(ND)离子杂质浓度进行了优化。分别针对p+型BaSi2和n型CdS材料，系统探究了单施主型与单受主型体缺陷密度的影响。理想情况下，采用2微米厚无缺陷BaSi2吸收层可实现>30%的转换效率，而含缺陷的1.2微米厚吸收层效率降至26.32%。研究了电池在273K至473K工作温度范围内的热稳定性及参数变化。最后细致分析了串联电阻(Rs)与并联电阻(Rsh)对电池性能的影响。这种新设计的电池结构预示着未来有望制备出高效、低成本且资源节约型薄膜太阳能电池。

    关键词： 掺氟氧化锡窗口层、薄膜太阳能电池、硅化钡吸收层、SCAPS模拟、硫化镉缓冲层、优化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用介电纳米颗粒的纳米模塑埋入式光散射（BLiS）背反射器，用于薄膜硅太阳能电池的光捕获

    摘要： 该文章介绍了一种基于纳米颗粒的埋入式光散射（BLiS）背反射器设计，通过简化的纳米制造技术实现太阳能电池的光管理。该BLiS结构由平坦银背反射器和覆盖其上的光散射双层组成：底层是带有微米级倒金字塔空腔的TiO2介电纳米颗粒层，上方埋有平坦顶部的硅纳米颗粒层。这种BLiS背反射器的光学特性显示出高宽带、宽角度分布的漫反射光散射。与参考平面太阳能电池相比，埋入式倒金字塔背反射器的高效光散射使上层的n-i-p非晶硅太阳能电池的短路电流密度和效率分别有效提升了14%和17.5%。暴露倒金字塔微结构的TiO2纳米颗粒层虽具有同等光散射效果，但太阳能电池填充因子较差，表明BLiS背反射器中平滑的上层生长界面有助于维持良好填充因子。研究表明，在光伏背反射器中实现光捕获层与半导体生长层的空间分离具有优势，且不会牺牲光学效益。

    关键词： 光管理、纳米模塑、倒金字塔结构、薄膜太阳能电池、纳米粒子、光伏技术

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氯化锶（SrCl?）作为氯化镉（CdCl?）处理的环保替代方案，用于碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池应用

    摘要： 基于CdTe吸收层的太阳能电池中，CdCl2处理是重要步骤，但CdCl2储量少、有毒且极度危害环境。我们提出以无毒、储量丰富且能提供与薄膜太阳能电池相当效率的氯化锶(SrCl2)作为环保替代材料。本研究采用闭管升华法(CSS)制备CdTe薄膜，通过旋涂法进一步涂覆SrCl2并最终在200°C退火处理。测定了包括晶粒尺寸、位错密度和应变在内的结构特性。结构分析表明薄膜呈具有(111)晶面择优取向的立方闪锌矿结构。SrCl2层的存在使(220)和(311)晶面强度增加，显示材料在(111)择优取向上出现损失而形成多晶结构。SEM表面形貌观察显示SrCl2处理后薄膜均匀性改善且缺陷减少。通过光谱椭偏仪测定了带隙等光学特性，发现光学带隙范围为1.6-1.4 eV且随SrCl2含量增加而减小。电导率测试表明添加第二层后导电性增强。研究表明SrCl2涂层薄膜可作为CdCl2涂层CdTe薄膜的高效、性能相当且环保的替代方案。

    关键词： 薄膜太阳能电池，碲化镉，氯化镉涂层，氯化锶涂层

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 薄膜微聚光太阳能电池

    摘要： 聚光光伏（CPV）利用光学元件将阳光聚焦到小型太阳能电池上，通过更经济的光学元件替代昂贵电池，并实现更高的器件光电转换效率。虽然CPV技术主要应用于高效单晶和多结太阳能电池，但将薄膜太阳能电池与聚光方案结合为该领域开辟了新方向。通过改进典型薄膜太阳能电池的制备工艺，可实现微型太阳能电池阵列的高效、高通量并行生产。这类电池与微透镜阵列的组合有望制造出外形尺寸与现有平板光伏相当的微型聚光?？椤４死啾∧の⑿途酃夤夥？榻灾跎侔氲继宓绯夭牧嫌昧浚ń档凸丶牧舷模⑼ü艄饩酃庑вμ嵘⒌缌?，从而有望降低平准化度电成本。本文综述了基于铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se2）吸收材料的薄膜微型太阳能电池制备技术最新进展，并介绍了可构建未来薄膜微型聚光光伏技术的光学聚光系统。

    关键词： 铜铟镓硒，聚光光伏，薄膜太阳能电池，光伏，微型聚光器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一维/三维合金化诱导相变实现高效Sb?Se?太阳能电池光吸收材料

    摘要： 简单的二元无机硒化锑（Sb2Se3）化合物作为低成本、高效率光伏技术的有前途吸光材料备受关注。目前Sb2Se3太阳能电池的外量子效率已接近光学极限值，与传统成熟光伏材料（如硅、铜铟镓硒、碲化镉等）相当。然而，由于这种一维（1D）晶体固有的高电阻率和低元素掺杂效率，Sb2Se3器件的功率转换效率受到开路电压（VOC）损耗的限制。本研究通过低对称性二元Sb2Se3的相变，引入具有高导电性的三维晶体结构AgSbSe2相，利用构型熵调控合金化(Sb2Se3)x(AgSbSe2)1-x薄膜中的掺杂密度?；诟煤辖鸹砟?，获得了掺杂密度可调的1D-3D (Sb2Se3)x(AgSbSe2)1-x合金薄膜。结果表明，与纯Sb2Se3吸光层参考电池相比，采用(Sb2Se3)x(AgSbSe2)1-x合金吸光层的太阳能电池开路电压显著提升超过18%，实现了7.8%的高转换效率。该合金化模型为调控高效Sb2Se3基太阳能电池的光电特性提供了通用方法。

    关键词： 薄膜太阳能电池、光吸收体、电压亏损、硒化锑、一维/三维合金化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 三种纳米粒子在太阳能电池结构模型上的模拟

    摘要： 本文系统地、数值化地研究了三类纳米粒子对太阳能电池效率的影响。采用时域有限差分法计算了该新型太阳能电池结构的吸收光谱。通过调节主体层上纳米粒子的比例来优化纳米粒子层，从而实现了高效率。

    关键词： 薄膜太阳能电池，FDTD，吸收，金属纳米粒子，反射

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 真空蒸发法在Ge(100)衬底上生长BaSi?薄膜及其光电响应特性

    摘要： 我们通过蒸发法成功在Ge(100)衬底上生长出多晶正交相BaSi2薄膜。在BaSi2蒸发前先在Ge衬底上沉积非晶硅(a-Si)薄膜对获得高质量BaSi2薄膜起着关键作用。通过控制衬底温度和a-Si薄膜厚度，在Ge衬底上获得了无裂纹、单相的多晶正交相BaSi2薄膜，其载流子寿命长达1.5微秒。ITO/BaSi2/Ge/Al结构的光响应特性清晰可见，且光响应度随a-Si沉积时衬底温度升高而增强。此外，Ge上生长的BaSi2薄膜比Si上生长的具有更高光响应度，表明蒸发法制备的Ge基BaSi2在薄膜太阳能电池中具有应用潜力。

    关键词： 光电响应特性、锗衬底、薄膜太阳能电池、BaSi2、真空蒸发

    更新于2025-09-23 15:19:57