Cd_(1-x)Zn_xS热学性质的理论研究与设计

CuInSe2太阳能薄膜电池的窗口层材料CdS常掺Zn以降低剧毒元素Cd的使用量.本文应用晶格动力学方法,采用玻恩核-壳经典势参数模型,全面系统地研究了闪锌矿结构Cd1-xZnxS(x=0,0.25,0.5,0.75,1)在不同温度和压力下的晶体结构、力学和热学性质.计算了不同Zn掺杂浓度时的弹性模量、声子态密度、热容、热膨胀系数、格林艾森常数和德拜温度.结果表明:Cd1-xZnxS的晶格常数随掺杂浓度x的递增单调递减.随温度升高,无论是定容热容还是热膨胀系数都逐渐增大并趋于饱和;在某一温度时,二者都随Zn掺杂浓度的增加而略有增加.随掺杂浓度x从0增大到1,0K温度时,Cd1-xZnxS的格林艾森常数从0.78增加到0.94,而德拜温度最小值从约197K增大到约203K.一些实验或模拟结果与作者课题组的数据相符.期望系统的原子模拟研究结果将有助于理解该材料的成分-性能相关性,同时也有助于设计CuInSe2太阳能薄膜电池具有合适热匹配的窗口层材料.     

基于硝酸盐为前驱体的溶胶凝胶法制备CuInSe2薄膜

采用低成本的无机盐为前驱体,通过溶胶凝胶法制备了高质量的黄铜矿结构CulnSe2太阳能电池光吸收层薄膜.先将制备得到的溶胶通过旋涂甩胶的方法成膜,再先后置于氢气中还原和在硒蒸气中进行硒化处理,即可得到所需薄膜.通过XRD,XRF,SEM和Raman散射等对材料的结构和形貌进行表征.结果表明:采用这种简单的方法所制备的薄膜除了具备平整度好、结晶度高和致密性好等优点外,Raman散射还表明薄膜表面不存在Cu2-xSe等杂相,上述优点非常有利于后续高质量的薄膜太阳能电池的制作.最后,讨论了CuInSe2薄膜中分层现象的产生以及形成机理.     

太阳能电池及材料研究和发展现状

文章介绍了不同材料的太阳能电池,如单晶硅、多晶硅、多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、CuInSe2、CdTe、染料敏化等太阳电池主要制备工艺、典型结构与特性.简要说明不同电池商品化生产情况及光伏产业发展趋势.     

双源真空蒸发制备CdS/CuInSe_2多晶异质结薄膜太阳电池

用双源真空蒸发制备CdS/CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池,并对电池的性能进行测试.在AM1.5,100mW/cm2的碘钨灯下,对1cm2的太阳电池测得其最大转换效率为6.2%.     

Cu-In膜的相结构对CuInSe2薄膜性能的影响

为考察溅射功率对Cu-In薄膜中相结构以及相应的CuInSe2(简称CIS)薄膜性能的影响,采用中频交流磁控溅射方法沉积Cu-In薄膜,并采用固态硒化方法形成CIS薄膜.采用SEM和EDX观察和分析了它们的表面形貌和成分,采用XRD表征了薄膜的组织结构,并分析了硒化中的反应动力学过程.结果表明,在不同的溅射功率条件下,Cu-In预制膜以Cu11In9相或Cu11In9和CuIn的混合相存在.由Cu11In9和CuIn混合相薄膜形成的CIS薄膜具有单一的CuInSe2相黄铜矿相结构,且其成分接近CuInSe2化学计量比.而由Cut1In9相Cu-In预制膜形成的CIS薄膜中除了CuInSe2相以外,还出现了Cu2Se相,且其成分远离CuInSe2化学计量比.因此,具有Cu11In9和CuIn混合相结构的CuIn薄膜更适合制备CIS太阳电池吸收层.     

CuInS2薄膜太阳能电池发展现状

CuInS2是一种最具前景的太阳能电池光吸收材料。介绍了CuInS2(CIS)太阳能电池的研究和发展现状,以及一种低成本的CIS薄膜太阳能电池产业化技术。展望了CIS薄膜太阳能电池在我国的发展前景。     

电沉积和硒化制备CuInSe2薄膜

以石墨为阳极、钛片为阴极,采用恒电流法制备Cu-In预制膜,然后硒化处理得到CuInSe2薄膜.分析了预制膜和CuInSe2薄膜的相组成及其影响因素.结果表明:采用不同的电沉积工艺,可以得到不同相组成的Cu-In预制膜.在保证Cu/In小于1的条件下,降低InCl3浓度和H3Cit/CuCl2浓度比,选择较高电流,可以获得具有CuIn相和Cu2In相的Cu-In预制膜.含有CuIn相和Cu2In相的Cu-In预制膜,经硒化得到的CuInSe2薄膜具有单一CuInSe2相组成,并且符合化学剂量比要求;而只含有CuIn相的预制膜硒化后除了有CuInSe2相外还出现了CuSe相.     

高温后退火对薄膜太阳能电池光电性能的影响

应用SILVACO仿真软件,对N、P区杂质浓度分别为1×1016和1×1017cm-3的非晶硅薄膜太阳能电池进行了后退火工艺仿真研究.结果表明:非晶硅薄膜太阳能电池的光谱响应特性随着后退火温度的升高和退火时间的增加而提高.与未后退火电池相比,保持后退火时间1 min,退火温度分别为900,950和1 000℃时,电池的短路电流(Isc)增加约5.39%;保持后退火温度为950℃,退火时间从1 min增加到5 min,电池的短路电流(Isc)提高约6.37%.但是,电池的光谱响应特性的提高与后退火工艺参数不成正比关系.为了减小后退火对电池杂质再分布的影响,确定最佳后退火工艺参数为950℃和4 min.研究表明在薄膜电池的生产中增加后退火工艺可以有效地提高薄膜太阳能电池的光谱响应性能.     

双源真空蒸发制备CdS／CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池

用双源真空蒸发制备CdS/CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池,并对电池的性能进行测试。在AM1．5,100mW/cm^2的碘钨灯下,对1cm^2的太阳电池测得其最大转换效率为6．2％。     

p-i-n型非晶硅薄膜电池p层材料制备及光学性能研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法制备非化学计量比氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)薄膜材料,借助紫外可见(UV-Vis)光谱、激光拉曼(Raman)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱等手段,研究了p-i-n型非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳能电池p层a-SiC:H薄膜材料的制备与光学性能.研究结果表明甲烷和硅烷掺杂比能影响a-Si:H薄膜成键情况,而射频功率一定程度上能影响薄膜沉积速率,该研究结果可为制备转换效率高、性能稳定的p-i-n型非晶硅薄膜太阳能电池提供支持.     

CuInSe2薄膜太阳电池

ＣｕＩｎＳｅ２是极具潜力的太阳电池新材料,其能量转换效率、使用寿命和抗辐射性能力是当今复晶及非晶薄膜太阳电池研究中的最高纪录。本文从材料科学的观点来介绍ＣｕＩｎＳｅ２薄膜的特性及制作过程并提及其材料品质可改善的程度。这方面的了解将有助于我国对于高效率薄膜太阳电池的研究。     

双源法制备CuInSe2多晶薄膜的研究

利用氮气作保护气体,用元素合成法进行开管烧结,合成具有单一相黄铜矿结构的ＣｕＩｎＳｅ２ 多晶材料．用真空双源蒸发方法,通过精确控制ＣｕＩｎＳｅ２ 源和Ｃｕ 源或Ｓｅ 源的温度和蒸发速率以及衬底温度,制备ＣｕＩｎＳｅ２ 多晶薄膜,并对ＣｕＩｎＳｅ２ 多晶薄膜的组份、结构、工艺条件及电学性质进行了分析、研究     

化学法结合快速热处理制备CuInSe_2粉末

以金属氯化物、Se粉为原料,在有机溶剂中经过回流反应合成前驱物,再经快速热处理制备了CuInSe2粉末.采用XRD、Raman光谱、TG-DTA、SEM、EDS对前驱物和样品的各种性质及工艺条件对产物的影响进行了分析和研究.结果表明：以乙二胺为溶剂时回流反应产物适宜作为制备CuInSe2粉末的前驱物,其通过快速热处理可以有效制备单相黄铜矿型CuInSe2粉末;提高热处理温度和增加热处理时间均有利于CuInSe2的完全形成和结晶质量的改善,但热处理时间的延长对产物微观形貌有不良影响,600℃/30min是较佳的热处理条件.     

CIS／CdS太阳电池的研制

用蒸发硒化方法制作ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）膜，进而制成ＣＩＳ／ＣｄＳ太阳电池，转换效率达到７．６２％，文章对制作工艺、电池性能以及显著的退火效应进行了研究。     

一种在室温下制备柔性太阳能电池的新方法

纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池(DSSC)由于具有理论转换效率高，透明性高，制备工艺简单，成本低等众多优点．近年来成为世界各国争相开发研究的热点。本文介绍了太阳能电池的类型及其优缺点，着重介绍了纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的结构和工作原理及其制备工艺。     

基于ZnO材料的有机-无机杂化太阳电池的光伏性能优化

有机-无机杂化太阳电池是一种由提供电子的有机聚合物和接受电子的无机半导体构成的新型电池,常用的无机半导体材料有纳米氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO₂）、硫化镉（CdS）等。杂化太阳电池在研究过程中存在一些问题,如电池中电子传输效率差、太阳能利用率低、无机半导体和有机聚合物之间化学不兼容以及由此导致的光电转换效率低等。围绕这些问题,针对以ZnO半导体材料为电子受体的太阳电池,从电子受体材料形貌、电子给体材料种类以及添加不同修饰层等方面论述了电池光伏性能的优化方法,对该电池的未来发展趋势进行了展望。电池性能的优化,为低成本、高效率应用该类杂化太阳电池带来了希望。     

Fabrication and characterization of TiO2 -based dye-sensitized solar cells

Dye-sensitized solar cells TiO_2 with were fabricated.The phase composition and microstructures of the solar cells were examined by X-ray diffractometry and transmission electron microscopy,and the energy levels of the present solar cells were also discussed.The results show that a solar cell mixed with xylenol orange and rose Bengal shows a higher conversion efficiency compared to solar cells with a single dye.An introduction of amorphous TiO_2 layers results in an improvement of the conversion efficien...