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。     

蒸镀Cu-In合金硒化制CuInSe2薄膜

利用两源蒸镀Cu-In合金膜，在半封闭石墨盒中硒化，制备了具有单一黄铜矿结构的CuInSe2(CIS）薄膜，实验研究了合金膜组分与薄膜结构、形貌的关系，探讨了不同硒化温度对CIS薄膜组织结构，成分和晶粒尺寸的影响，结果表明，单一结构有利于Cu-In合金膜的均匀和平整，硒化过程中，随着硒化温度的升高Cu的损失量增加，In的损失量相对减少，在300℃硒化时开始出现CIS黄铜矿结构，350℃硒化所得薄膜绝大多数为CIS结构，500℃制得单一结构的CIS薄膜。     

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.     

光电薄膜材料FeS2(黄铁矿)的研制

研究了用电沉积法制作太阳能电池薄膜材料.分别用三种含铁元素和硫元素的水溶液淀积FeS2薄膜,将所得的样品在N2氛围中退火,退火温度分别为400℃和500℃.结果表明,从FeSO4*7H2O+Na2S2O3*5H2O水溶液得到的薄膜中含FeS2的衍射峰比从其它两种水溶液得到的薄膜中含FeS2的衍射峰多而明;退火温度为400℃比500℃更合适;另外,为防止薄膜氧化,在真空中干燥效果最佳.     

电化学法制备CuInSe2薄膜工艺的研究

实验主要从基体材料的选择、络合剂的引用以及热处理试样等制备条件进行了初步的研究。通过分析与比较各种特定条件下制备出的试样的X射线衍射实验结果得知、导电玻璃作基体材料的镀层质量要比铜片和铁片的好;络合剂的加入有利于薄膜晶粒更加均匀和致密,可以改善镀层的质量;退火有利于薄膜晶粒的增大,使其结晶程度更好。     

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.     

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.     

光电式传感器的应用与发展

简要介绍了光电式传感器的分类,着重阐述了光电式传感器在工业生产、自动控制、光电检测等方面的应用,并进一步预测了其发展前景。     

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/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%.     

纳米光电材料研究简介

综述了光电材料的研究现状和应用前景，介绍了光电材料的分类和光电转化原理，并且着重阐述了纳米光电材料的性质特点、制备方法以及表面修饰。最后，对其表征方法做了简要介绍。