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GMZO薄膜中价带等离子体激发的研究及其在无缓冲层等离子体增强太阳能电池中的适用性
摘要： 通过结合消除缓冲层与等离子体增强的透明导电氧化物（TCO）层的方法，引入等离子体增强吸收并减少制备步骤，是实现低成本超薄无缓冲太阳能电池（SCs）的一种极具吸引力的方案。本文报道了一种在掺镓氧化镁锌（GMZO）薄膜中产生宽带溅射激发等离子体特征的新方法，该特征源于不同金属与金属氧化物纳米团簇的形成。通过对光电子能谱、光谱椭偏仪及场发射扫描电镜测量结果的全面分析，评估了GMZO薄膜中的等离子体特征及其与各类纳米团簇的关联。此外，通过以下方式探究了基于等离子体增强GMZO薄膜的无缓冲SCs的适用性与预期性能：1）等离子体增强-GMZO/CIGSe异质结处的带阶分析；2）模拟研究传导带阶（CBO）对无缓冲SCs性能的影响；3）利用不同CBO的GMZO薄膜参数预测无缓冲SC的性能；4）设想具有计算所得CBO和吸收层厚度（300 nm）的超薄无缓冲SC概念。在实验计算得出的带阶与超薄吸收层厚度（300 nm）条件下，理论计算的无缓冲SC性能参数为：开路电压（Voc）0.75 V、短路电流密度（Jsc）17.29 mA/cm2、填充因子（FF）80.5%及效率（Eff）10.46%。
关键词： 超薄太阳能电池、不间断电源、铜铟镓硒、等离子体激元
更新于2025-11-21 11:03:13
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溅射生长NMZO薄膜中价电子激发与等离激元增强的研究：用于能量收集应用
摘要： 我们报道了一种在钠掺杂氧化镁锌（NMZO）薄膜中通过溅射激发产生等离激元的新方法。在双离子束溅射系统中，利用次级直接耦合离子源在薄膜生长过程中进行材料溅射，由于薄膜中不同元素的溅射速率差异，导致其组成元素形成纳米团簇，从而产生等离激元。对NMZO中等离激元生成的验证如下：a) 通过紫外光电子能谱测量获得的电子能量损失谱中识别等离激元特征；b) 计算体相价带、表面价带和颗粒等离激元共振能量，并将每个等离激元峰与不同纳米团簇的相应等离激元能量峰对应；c) 采用光谱椭偏仪测量，通过研究不同光学特性来验证等离激元行为。此外，将等离激元特性与碱金属结合对提高太阳能电池性能起着关键作用。因此，探究了作为CIGSe/背接触层之间背散射层的等离激元增强型NMZO，以确定以下额外优势：1) 由于NMZO层中的钠扩散，钠掺入吸收层；2) 在背接触与CIGSe之间加入NMZO层改善CIGSe薄膜的形貌。通过二次离子质谱测量探究钠向吸收层的扩散情况，并利用场发射扫描电子显微镜分析研究在背接触/吸收层之间加入NMZO层对CIGSe形貌的改善。
关键词： UPS、NMZO、超薄太阳能电池、等离子体激元、溅射
更新于2025-11-21 11:03:13
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 铜铟镓硒薄膜太阳能电池交流响应的等效电路
摘要： 超薄铜铟镓硒（CIGS）薄膜有助于降低CIGS太阳能电池的生产成本。本研究旨在探究标准厚度、超薄及钝化超薄器件的交流电响应特性。通过导纳测量可为各类CIGS器件选择相应的交流等效电路。由于常规厚度、超薄及钝化超薄CIGS太阳能电池之间的差异尚未完全明确，理解各器件的交流电行为至关重要。分析表明，常规超薄器件具有更简单的交流等效电路，这归因于薄膜CIGS太阳能电池相比厚膜器件具有更低的体复合率。研究同时证实了钝化层对分流抑制的重要作用——与两种参照器件相比，钝化器件的分流电阻显著提高。
关键词： 准入、铜铟镓硒、复合、超薄太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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在氧化铟锡背接触上制备的半透明超薄Cu(In,Ga)Se<sub>2</sub>太阳能电池中，NaF沉积后处理对光伏特性的影响：一项对比研究
摘要： 采用吸收层厚度<500纳米的铜铟镓硒（CIGSe）太阳能电池对降低光伏发电成本具有重要意义。此外，超薄双面CIGSe太阳能电池可在氧化铟锡（ITO）背接触层（BCs）上制备。与钼（Mo）背接触层相比，ITO背接触层能有效抑制钠钙玻璃（SLG）中的钠离子向CIGSe吸收层扩散。吸收层中的钠元素被认为能改善CIGSe太阳能电池的光伏性能，但当钠缺失或浓度极低时，光伏性能预期会显著下降。本研究采用单步共蒸发工艺制备<500纳米厚的半透明CIGS吸收层，并施加氟化钠后沉积处理（PDT）。通过多种表征技术（包括J-V曲线测试、外量子效率测量、开路电压温度依赖性测试、电容-电压测试、驱动级电容剖析及导纳谱分析），详细对比了经NaF PDT处理的CIGSe太阳能电池（C–Na）与未引入外源钠的对照组电池（C0）。结果显示C–Na电池的所有光伏参数（开路电压、短路电流密度、填充因子及转换效率）均较C0电池显著提升。为探究性能改善机理，研究通过透射电镜分析了CIGSe/ITO界面反应，并讨论了该反应对器件性能的影响机制。
关键词： 超薄太阳能电池、半透明、氧化铟锡背接触层、氟化钠沉积后处理、铜铟镓硒、光伏特性
更新于2025-09-11 14:15:04
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准确测定光学常数对纳米金属光捕获结构设计的重要性
摘要： 太阳能电池中常用金属（如作为电极、背面平面反射器或更复杂的纳米图案化光捕获结构）的光学常数可能因沉积方法、厚度及其他因素而变化，因此文献中记载并不一致。对于专门设计用于提升太阳能电池吸收率的纳米金属光捕获结构而言，模拟中所采用光学常数的选择会显著影响预测的增强效果及该结构的最优尺寸。光伏材料中导模耦合与金属中寄生吸收光子数量之间的权衡，使得光学常数的微小差异会导致量子效率和光生电流出现显著不同的结果。本研究记录了银、铝、金和钛的多种光学常数来源及其对等离子体品质因子的影响。通过优化一个测试结构（即在减薄砷化镓电池前表面设置金属纳米盘阵列），量化了选用不同光学常数来源对建模结果的影响。最后，我们基于光学常数定义了一个新的光谱积分性能指标——光谱吸收增强因子（SAEF），用于比较金属在光捕获结构中的预期性能。
关键词： RCWA（严格耦合波分析）、光捕获、金属光栅、表面等离子体、超薄太阳能电池
更新于2025-09-10 09:29:36