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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 退火条件（温度、时间、升温速率和气氛）对纳米晶Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳能电池性能的影响

    摘要： 采用热注入法成功制备了Cu2ZnSnS4（CZTS）纳米颗粒，并通过纳米晶墨水旋涂沉积CZTS薄膜。本研究旨在探究退火参数（温度、时间、升温速率及气氛）对CZTS薄膜结构与光学性能的影响。利用XRD、拉曼光谱、SEM及EDX元素分布分析表明：薄膜质量与结晶度提升，元素分布均匀性改善——这是CZTS薄膜太阳能电池的关键要素。在H2S+N2气氛中退火时，CZTS薄膜的结晶度、结构及化学组成均获得显著优化，证实500℃下以10℃/分钟升温速率退火1小时的条件，是制备太阳能电池用CZTS薄膜的适宜工艺参数。

    关键词： 退火温度，CZTS，Cu2ZnSnS4，退火时间，薄膜太阳能光伏，退火气氛，退火升温速率

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • Cu<sub>2</sub>ZnSnS<sub>4</sub>太阳能电池中带尾态与深施主态的起源及其通过贫锡组分实现的抑制

    摘要： 通过对比富锡与贫锡Cu2ZnSnS4（CZTS）的光谱结果与先前计算的缺陷能级，我们确认CZTS中的带尾态源于高浓度的2CuZn+SnZn缺陷团簇，而深施主态则来自高浓度的SnZn。在富锡CZTS中，吸收谱、反射谱和光电流谱显示带尾态将带隙压缩至仅约1.34 eV；同时光致发光谱和光电流谱一致表明，大量CuZn+SnZn施主态产生约1.17 eV的发光峰，大量SnZn深施主态产生近0.85 eV的发光峰。相比之下，贫锡CZTS既未出现带隙压缩，也未呈现任何深施主缺陷诱导的光致发光和光电流信号。这些结果凸显贫锡组分对抑制带尾效应和深施主缺陷的关键作用，从而解决CZTS太阳能电池中严重的开路电压（Voc）损失问题。

    关键词： 带尾态、深能级缺陷、Cu2ZnSnS4 (CZTS)、光学表征

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • AIP会议论文集 [AIP出版 国际先进材料会议论文集：ICAM 2019 - 印度喀拉拉邦（2019年6月12-14日）] 国际先进材料会议论文集：ICAM 2019 - 真空热共蒸发法制备Cu2ZnSnS4-Ag纳米复合薄膜中的等离子体效应研究

    摘要： 采用真空热共蒸发法，以块状CZTS和Ag粉为原料同步共蒸发制备了CZTS-Ag纳米复合薄膜。Ag与CZTS的质量百分比从2%增至4%。将制备的纳米复合薄膜在真空管式炉中500°C退火1小时。通过X射线衍射分析制备样品与退火样品的晶体结构，采用785 nm激发波长的共聚焦拉曼光谱研究薄膜化学结构，结果显示存在SnS与CZTS的混合相。CZTS吸收边的蓝移现象及Ag基CZTS纳米复合薄膜在整个可见光区吸收增宽的现象，可能源于Ag纳米颗粒的效应，证实了可见光区存在显著的表面等离子体共振效应。

    关键词： 表面等离子体共振、拉曼光谱、光吸收、真空热共蒸发、CZTS-Ag纳米复合材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 高效无机空穴传输材料钙钛矿太阳能电池分析

    摘要： 平面异质结结构中的有机卤化物钙钛矿作为太阳能电池中高效光吸收材料展现出巨大潜力。本文采用一维太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）对以Cu2ZnSnS4（CZTS）作为空穴传输材料（HTM）的平面铅基钙钛矿太阳能电池（PSC）进行了数值建模。研究了吸收层缺陷密度、厚度及掺杂浓度等多项参数对器件性能的影响，并通过调节电子传输材料（ETM）与HTM的掺杂浓度及电子亲和能来优化PSC性能。研究发现：相比参考结构，采用约220纳米厚度且缺陷密度为10^14 cm^-3的较薄吸收层能提升器件性能；当吸收层掺杂浓度超过2×10^16 cm^-3时，由于复合速率增强会导致光电转换效率（PCE）下降；吸收层/ETM界面缺陷密度同样会降低PCE。在串联电阻为5 Ωcm2且同时优化吸收层、ETM与HTM层所有参数的条件下，器件整体PCE显著提升。相较于参考结构，优化后器件的PCE从12.76%提高至22.70%，表明该CZTS基PSC具有高效性能。

    关键词： CH3NH3PbI3，CZTS，SCAPS-1D，吸收系数

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • CZTS-还原氧化石墨烯复合材料的结构与光学研究及其在光伏器件中的应用

    摘要： 基于(Cu2ZnSnS4)CZTS的太阳能电池未能实现目标光电转换效率，原因在于光生载流子生成不足或电子-空穴对向电极末端传输受阻，这导致器件开路电压(Voc)和短路电流密度(Jsc)降低。为此，将半导体吸收材料与高迁移率的还原氧化石墨烯(rGO)作为填料复合，在活性层内形成桥梁网络，既可促进载流子分离，又能在复合前将载流子传输至电极。本文报道了一种用于光伏器件的CZTS纳米颗粒锚定rGO复合材料的简易溶液浇铸制备方法。通过XRD、拉曼、SEM和紫外-可见光谱分析证实了CZTS纳米颗粒在rGO片层表面的存在与分布。

    关键词： 拉曼光谱、X射线衍射（XRD）、铜锌锡硫（CZTS）、还原氧化石墨烯（rGO）、扫描电子显微镜（SEM）、光伏器件

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 寻找CZTS太阳能电池CdS缓冲层合适掺杂剂的模拟研究

    摘要： CZTS太阳能电池作为太阳能发电领域极具前景的候选技术，其性能可通过优化最广泛使用的CdS缓冲层参数得到提升。本研究采用SCAPS-1D太阳能电池模拟软件，对典型CZTS太阳能电池结构（以玻璃为衬底、Mo薄膜为背接触电极）进行了数值模拟。该结构依次包含：作为吸光层的CZTS、CdS缓冲层、作为窗口层的ZnO以及作为前接触电极的透明导电氧化物n-ITO。模拟过程中，采用银(Ag)、铜(Cu)和氯(Cl)三种材料对CdS缓冲层进行掺杂，以实现较宽范围的载流子浓度调控。在获得适宜载流子浓度后，保持其他层参数不变，通过改变掺杂缓冲层厚度来考察开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)及转换效率(η)等性能参数的变化规律。

    关键词： SCAPS-1D，太阳能电池，CZTS，掺杂CdS，载流子浓度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • CZTS纳米晶体的伸缩合成与金发姑娘效应

    摘要： 首次提出采用单一溶剂通过加热法实现kesterite结构CZTS纳米晶（NCs）的简易低温合成。系统研究了温度与时间对材料结构、形貌及成分特性的影响规律。发现随着反应温度升高，纳米晶尺寸从15nm增大至45nm。结构分析表明：短时反应会生成二元和三元杂相，3小时反应可获得纯相CZTS?；谙晗傅氖毙蛳嘌荼溲芯?，提出了合理的CZTS纳米晶形成机制——其相演化顺序为Cu2S相→Cu2SnS3中间化合物→最终形成纯kesterite结构CZTS。反应3小时时获得最佳的Cu/(Zn+Sn)与Zn/Sn比例。计算得出带隙值为1.5eV，该数值是太阳能电池应用的理想值。结果表明：反应温度和时间对获得具有可控成分及最佳带隙的纯相CZTS起决定性作用。

    关键词： 低温、加热方法、纳米晶体、铜锌锡硫（CZTS）

    更新于2025-09-10 09:29:36