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oe1(光电查) - 科学论文

69 条数据
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  • RbF后沉积处理对高效(21.1%)Cu(In,Ga)Se2太阳能电池中异质结和晶界的影响

    摘要： 近年来，采用碱金属氟化物对黄铜矿基吸收层进行沉积后处理（PDT）已在薄膜太阳能器件中创造了纪录效率，最近使用氟化铷（RbF）PDT的Cu(In,Ga)Se2（CIGS）器件更是实现了22.6%的效率。然而，RbF-PDT对其界面和晶界（GB）性质变化的影响尚未完全阐明。本研究通过原子探针断层扫描（APT）与透射电子显微镜（TEM）联用技术，分析了效率超过21%的电池器件，揭示了晶界与界面化学性质变化如何促进高效能实现。在CIGS吸收层与溶液生长CdS缓冲层界面进行的APT研究表明：存在铟富集、铜贫化及微量铷痕迹。相比先前非PDT样品的研究数据，本工作发现晶界处铷含量更高（1.5原子%）、钠钾含量更低（<0.5原子%），表明钠钾被铷取代。但晶粒内部所有碱金属元素浓度均低于APT检测限。通过APT与TEM深度剖析发现：CIGS晶界处铷浓度呈梯度分布且朝向钼背接触层递增。此外，晶界处显著铜贫化现象可能增强其空穴势垒特性，从而改善载流子收集效率并提升器件整体性能。因此，从原子尺度理解RbF-PDT效应为CIGS吸收层及界面的进一步优化提供了新思路。

    关键词： 铜铟镓硒，薄膜太阳能电池，异质结，原子探针断层扫描，沉积后处理，透射电子显微镜

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • 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

  • 通过原子层沉积制备二硫化钼催化涂层用于铜镓硒光电极的太阳能制氢

    摘要： 我们证明，在铜镓硒（CGSe）薄膜吸光层上应用原子层沉积法制备的二硫化钼（MoS2）催化涂层，可制成高效宽禁带光电阴极用于光电化学制氢。我们制备了一种不含贵金属的器件，采用CGSe吸光层、硫化镉（CdS）缓冲层、二氧化钛（TiO2）界面层和MoS2催化层。由此得到的MoS2/TiO2/CdS/CGSe光电阴极在+0.53 V（相对于可逆氢电极）处出现光电流起始点，饱和光电流密度为-10 mA cm?2，在酸性电解质中稳定运行超过5小时。对该器件架构的光谱研究表明，覆盖层会发生不均匀降解，最终暴露出下层的CGSe吸光层。

    关键词： 析氢反应、二硫化钼、光电化学水分解、原子层沉积、铜铟镓硒

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 通过电压依赖性导纳谱对Cu(In,Ga)Se2太阳能电池进行器件模拟

    摘要： 太阳能电池器件的模拟对于理解实际太阳能电池中的缺陷物理和损耗机制至关重要。另一方面，电压依赖的导纳谱为建立Cu(In,Ga)Se?（CIGS）太阳能电池的基准模拟模型提供了关键信息。本文解释了N1信号微弱温度依赖性的成因——该现象既不符合体相缺陷特征，也无法用钼背接触层的简单空穴势垒解释。此外，我们发现在经空气光照处理的CIGS吸收体/缓冲层界面处存在Ed,IF–EV≈0.3 eV的深能级复合活性受主态，这为解释空气光照处理吸收体制备的太阳能电池效率下降提供了依据。通过分析该界面缺陷的电压依赖电容阶跃，我们推导出此前未知的异质结平衡态费米能级位置（接近禁带中央）。暗态J-V曲线模拟帮助我们优化了该吸收体/缓冲层界面缺陷参数，最终确定缺陷密度Nd,IF≈3.5×1011 cm?2，电子捕获截面σn≈4×10?1? cm2，空穴捕获截面σp≈3×10?11 cm2。

    关键词： 器件模拟，铜铟镓硒，导纳谱，缺陷物理，太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • 窄带隙Cu(In,Ga)Se2太阳能电池的RbF沉积后处理

    摘要： 多结太阳能电池的效率潜力显著高于典型的单结电池。要制造低成本、轻量化的多结器件，关键在于获得合适的窄带隙（<1.1 eV）底电池材料。Cu(In,Ga)Se2（CIGS）化合物半导体是迄今最有效的薄膜材料之一，可作为此类底电池的潜在吸收层。本文报道了采用单一带隙渐变法生长的窄带隙CIGS吸收层经RbF后沉积处理的研究成果，探讨了必要的沉积条件及对电池性能的改善效果。我们展示了一款带隙为1.00 eV的吸收层所实现的18.0%认证效率纪录，并证实其适用于钙钛矿/CIGS叠层器件。

    关键词： 沉积后处理，窄带隙，串联太阳能电池，薄膜太阳能电池，光伏技术，氟化铷，铜铟镓硒

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • [IEEE 2018年第七届可再生能源研究与应用国际会议（ICRERA）- 法国巴黎（2018.10.14-2018.10.17）] 2018年第七届可再生能源研究与应用国际会议（ICRERA）- 基于户外线性插值法的多晶硅与铜铟镓硒光伏组件衰减率计算

    摘要： 我们提出通过户外线性插值法（LIM）计算光伏组件衰减率的方法。由于用于LIM的参考I-V曲线是基于实测I-V曲线并按季节生成的，预期I-V曲线的变化趋势可反映光伏组件的衰减情况。不仅最大功率的衰减率，包括短路电流和开路电压等其他参数的衰减率均可从预期I-V曲线中计算得出。本文计算了多晶硅和CIGS组件的户外衰减率。结果显示：多晶硅组件的最大功率衰减率为-0.4%/年，主要由短路电流降低导致；CIGS组件虽初始发电性能优于数据手册值，但其最大功率年衰减率达-2.1%/年，该衰减源于短路电流与开路电压的共同降低。

    关键词： 光伏组件，铜铟镓硒，多晶硅，衰减，线性插值法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • CuInxGa1-xSeyS2-y/CdS/ZnS级联能带结构界面处的电荷传输促进自发水分解

    摘要： 光电电极需通过高效的自发电荷分离产生足够高的光电压以分解水。本研究将具有级联能带结构的CdS和ZnS应用于CuInxGa1-xSeyS2-y（CIGS）析氢光电极。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外光电子能谱对CIGS异质结薄膜的形貌、电子态及化学态进行了表征。当与WO3/BiVO4/Co-Pi光阳极耦合进行无偏压水分解时，CIGS/CdS/ZnS光阴极表现出约400 mV的起始电位阳极偏移，太阳能制氢效率达0.028%。

    关键词： 光电化学电池，水分解，硫化镉，铜铟镓硒，硫化锌

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • [IEEE 2019国际智能信号处理与通信系统研讨会(ISPACS) - 台北, 台湾 (2019.12.3-2019.12.6)] 2019年国际智能信号处理与通信系统研讨会(ISPACS) - 基于DC/DC转换器PWM系统的太阳能电池能量收集研究与探索

    摘要： 能量收集通常定义为收集光、热、振动及电磁波等能源，并将其转化为电能，为设备本身提供维持正常运行所需的足够能量。本研究利用阳光转化为能量输出，通过控制PWM技术的占空比来调节输出电压。该系统需要DC/DC设计，且输出具有较大电容，同时DC/DC后级滤波必须良好。CIGS太阳能电池（效率约20%）由铜、铟、镓和硒按特定比例组成，相比钽材料具有更宽的波长范围和吸收系数。

    关键词： 脉宽调制系统，能量收集，铜铟镓硒，太阳能电池，直流/直流转换器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于FTO衬底、采用氧化物浆料丝网印刷制备效率超6%的铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2)太阳能电池

    摘要： 一种在导电氟掺杂氧化锡（FTO）上制备铜铟镓硒（CIGSe）太阳能电池的新方法，使最佳光伏器件的效率超过6%。商用氧化纳米颗粒被配制成基于松油醇中乙基纤维素溶液的高质量丝网印刷油墨。该氧化油墨的高均匀性和良好附着力对获得致密且高度结晶的光吸收层起着重要作用。这一发现表明，利用现成氧化前驱体进行基于溶液的丝网印刷，为当前CIGSe太阳能电池制造中高能耗、依赖真空的工艺提供了一种具有成本效益的有趣替代方案。

    关键词： 丝网印刷、油墨配方、光伏技术、铜铟镓硒、微观结构、氧化物纳米颗粒

    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?；诟没Ы缑婺Ｐ?，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