多结太阳电池量子效率测试系统的设计与实现

为满足多结太阳电池各子电池量子效率的测量,搭建了一套带有偏置光与偏置电压的量子效率测试系统.在阐述了多结太阳电池量子效率测试的原理的基础上,详细介绍了测试系统的结构,并采用Vis-ual Basic语言成功开发了测试系统的控制软件.特别讨论了偏置光与偏置电压的应用与标准电池的选择,最后利用该系统成功地测试了GaInP/GaAs/Ge 3结太阳电池的量子效率,光谱响应为0.3～1.88μm.     

激光刻划制备集成碲化镉薄膜太阳电池的研究

激光刻划是实现薄膜太阳电池集成的廉价、高效手段．使用调Q脉冲Nd：YAG激光刻划碲化镉多晶薄膜,研究了泵浦灯电流、脉冲重复频率、刻划速率与刻痕形貌的关系,优化了刻划的工艺参数,在此基础上制备出转换效率为5．42％的碲化镉薄膜集成电池．     

在电子传输层中掺杂二氧化钛纳米粒子来提高反式钙钛矿太阳电池的效率

基于CH3NH3PbX3 (X=Cl, Br, or I)材料的钙钛矿太阳电池由于其简单的制作工艺和较高的光电转化效率在近年来吸引了大量的研究。该文报道了在电子传输层（PCBM层）中掺杂二氧化钛纳米粒子从而提高了反式结构钙钛矿太阳电池的性能。通过掺杂二氧化钛纳米粒子,使电子传输层的能级和钙钛矿层的能级更加匹配,从而改善了电子的传输和收集并抑制了正负电荷复合,提高了钙钛矿太阳电池的短路电流密度和填充因子。光电转化效率从原来的12.1%提高到了13.5%。我们的结果表明,在PCBM层掺杂二氧化钛纳米粒子是一种简单有效的提高钙钛矿太阳电池的性能的方法。     

前界面缺陷对钙钛矿太阳电池性能的影响模拟

通过对光伏器件的模拟分析可以进一步提高对器件的认识深度,在实际工艺中利于优化器件制备条件,为高效钙钛矿太阳电池提供新思路.借助SCAPS模拟软件研究钙钛矿电池中钙钛矿吸收层、CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x/TiO_2界面、TCO/TiO_2界面中缺陷态密度对电池性能的影响,模拟表明CH_3NH_3P I_(3-x)Cl_x中缺陷态密度和缺陷能级位置对器件效率的影响非常大,当缺陷态密度小于10~(16)cm~(-3)时,器件光电转换效率都能保持较高数值,达到16%以上.CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x/TiO_2界面层中CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x缺陷态密度对器件的FF影响较大,当缺陷态密度小于10~(17)cm~(-3)时器件填充因子都能保持较高的数值,达到78%以上.TiO_2缺陷态密度降低和掺杂浓度提高对器件填充因子和开路电压都有利.TCO/TiO_2界面层中适当增大窗口层掺杂浓度和带隙可以有效改善器件的光伏性能.     

不同光强下石墨浆作背接触的碲化镉太阳电池的I-V特性

对石墨浆作背接触的碲化镉太阳电池进行了不同光强下发光二极管的I-V测试. 通过对发光二极管光照过程中I-V曲线的分析,表明：同一光照强度下,光照时间的增加使得电池的串联电阻下降,填充因子增加,理想因子减小,即电池的二极管特性得到了改善;不同光照强度时,光强的增加使填充因子减小,理想因子增加、反向饱和电流密度以及开路电压增加.     

CdS／CdTe异质结太阳电池极限效率的计算

讨论了Cds／CdTe异质结的电流电压特性，研究了Cds／CdTe太阳电池在AMl．5太阳光谱辐射下的转换效率，给出了不计所有损失的理想极限情况下，其电池转换效率可达27％。同时讨论了考虑部分材料参数影响的条件下，实际CdS／CdTe太阳电池的转换效率，在所选定的参数下为23％，从近期实际制备的CdS／CdTe太阳电池的进展，以及较为合理的理论推论和分析来看，此效率将有可能达到。     

平带太阳电池的内量子效率

该文对平带同质结太阳电池内各空间区域对内量子效率的贡献,以及总的内量子效率进行了数值计算和分析,发现太阳电池的表面复合速率和各区域宽度均对内量子效率有重要影响.而对绒面结构太阳电池的内量子效率和物理参数关系的理论推导,通过数学变换和高阶近似后所得结果,可归结为与平带同质结相同的形式.不同的是,绒面在显著提高外量子效率的同时,可使电池在中长波范围的内量子效率略有提高,这对于改善太阳电池的光电转换性能起着非常重要的作用.所得结论对设计太阳电池及其表面结构具有指导意义.     

随机纹理钙钛矿吸光层构建及对平面异质结太阳电池性能影响的研究

采用简单的氯苯(CB)反溶剂辅助旋涂技术构建一种新颖的随机纹理结构钙钛矿(RT-PVK)吸光层.系统研究CB浸渍量对MAI-PbI_2-DMSO中间体多孔骨架结构的影响规律,揭示CB诱导的RT-PVK结晶动力学原理及内在反应机制.指出MAI-PbI_2-DMSO中间体的多孔性质可为钙钛矿形成过程中所经历的晶格膨胀提供充足的空间,有效改善吸光层表/界面质量,提高电池性能.另外,RT-PVK吸光层具有适当的表面粗糙度和纵向有序的晶界分布,表现出优异的光捕获能力和载流子迁移率.最终,采用RT-PVK吸光层(约400 nm厚)制备的平面PSC获得了约20%的光电转换效率(PCE),并且表现出较高的可重复性.此外,整个电池的制备过程均在低温条件下进行(≤150℃),这有助于实现柔性及钙钛矿基叠层电池组件的制备.     

多晶硅薄膜太阳电池效率影响因素的研究

研究了影响单晶硅衬底的多晶硅薄膜太阳电池转换效率的因素,得到该种电池的快速热化学汽相沉积（RTCVD）的最传教条件,同时改进了制备薄膜太阳电池的若干工艺问题,得到了转换效率为14．08％的太阳电池,其填充因子为0．808。     

InP/InGaAsP/InP多量子阱太阳电池结构的优化研究

用金属纳米粒子沉积在InP/InGaAsP/InP多量子阱太阳电池表面,利用光散射来研究该电池改善后的光电性能。金属纳米粒子对量子阱太阳电池器件光电性能的作用结果是：用量子阱层与周围材料反射系数的差异来限制不同方向的入射光进入太阳电池器件侧面的传播路径。量子阱太阳电池通过这种结构优化设计,对于硅和 Au 纳米粒子,可以观察到短路电流密度分别增加了12.9%和7.3%,输出最大功率的转换效率分别增加了17%和1%。     

串联电阻对CdS/CdTe太阳电池稳定性的影响

在温度循环下对CdS／CdTe太阳电池的性能作了研究，测定了其I-V特性曲线，计算了串联电阻和并联电阻．结果表明：经温度循环后，串联电阻增加，并联电阻下降，导致转换效率下降，用ZnTe作背接触层可改善电池性能和其稳定性．     

提高太阳电池光电转换效率的途径

本文是根据半导体物理知识,清楚地论述了太阳电池在太阳光的照射下其体内载流子的产生、迁移,最后形成光生电动势的全过程,同时分析了影响电池转换效率的因素,提出了提高太阳电池转换效率主要措施。     

量子阱GaAs太阳电池性能随质子辐照注量的变化

2MeV,1×109～2×1013 cm-2质子辐照量子阱GaAs太阳电池,用I-V特性和光谱响应测试分析辐射效应.研究表明,随辐照注量增大,电池Isc,Voc,Pmax衰降程度增大,相同的注量,Pmax衰降程度最大.当辐照注量大于3×1012 cm-2时,电池Isc衰降程度比Voc的大,当注量小于3×1012 cm-2时,电池Voc衰降程度比Isc的大,与量子阱结构受到损失有关.在整个波长范围,随辐照注量增加,相对光谱响应的衰降变化增大,在900～1000nm波长范围,2×1013 cm-2质子辐照电池使量子阱光谱响应特性消失.     

叠层太阳电池中不同基质硅量子点的特性研究

叠层太阳电池的多能带结构设计可以有效提高太阳电池的转换效率,但是这种电池在实际制备过程中常会遇到低效率、高成本等问题。以提高效率为目的,在叠层太阳电池中引入具有量子效应的硅量子点是目前新型太阳电池研究的一大热点。文章对不同基质中硅量子点的能带模型进行了理论分析,介绍了硅量子点在几种不同基质中的形成方法及其相关性质的最新研究结果,并对比研究了SiO2、Si3N4和SiC用作硅量子点生长基质的优势与不足。     

巯基乙酸修饰的CdTe量子点对聚合酶链反应特异性的影响

合成了巯基乙酸(TGA)修饰的量子点,X衍射分析证实CdTe相的存在,高分辨电子显微镜分析表明量子点的直径为3 nm,Zeta电位表征表明量子点表面带有负电荷.把TGA修饰的CdTe量子点加入到聚合酶链反应(PCR)反应液中,使用brcaal基因载体作为PCR反应的模板,进行两轮PCR反应.最终的PCR产物通过ω=1%的琼脂糖凝胶电泳进行分析,结果表明,在0～1.33 g/L范围内,随着量子点的量逐渐增加,非特异性的扩增条带逐渐消失,荧光(PL)光谱表明PCR反应后的量子点荧光强度降低.X射线光电子能谱(XPS)证实PCR反应前后Cd元素和Te元素的能谱峰并没有出现化学位移,吸收光谱(UV-vis)表明了PCR反应之后的吸收强度增强.因此,TGA修饰的CdTe量子点置于PCR反应液之中,能提高PCR的特异性,可以应用于超灵敏DNA检测、光电生物传感器.     

InGaN/GaN多量子阱太阳电池的光电性能研究

对利用In含量为0.3的In Ga N/Ga N多量子阱制作的In Ga N太阳电池的结构和光电性能进行了研究,该太阳电池的In Ga N/Ga N多量子阱结构在一定程度上减轻了In N和Ga N相分离现象.研究结果显示,In Ga N/Ga N多量子阱结构的太阳电池,在单色光波长大于420 nm的工作条件下的光电性能有明显的改善.利用In Ga N/Ga N多量子阱结构制作的In Ga N太阳电池,其开路电压约为2.0 V,填充因子约为60%,在波长420 nm时,外量子效率为40%,但在波长450 nm时,却只有10%.     

两步扩散法提高Si太阳电池效率的研究

提出先高温恒定源扩散后再低温恒量扩散的两步扩散法制作Ｓｉ背面场太阳电池的新工艺．与常规的一步恒定源扩散工艺比较，所制作的太阳电池短路电流Ｉｓｃ提高了约２０％，开路电压Ｖｏｃ也有明显的改善，光电转换效率提高了近４％．     

GaN基Micro-LED量子效率的研究进展

微米级发光二极管（Micro light-emitting diode, Micro-LED）器件具有高亮度、高耐热性、长寿命、低功耗以及极短的响应时间等优点,被视为下一代显示技术的基石,可满足手机、可穿戴手表、AR/VR、微型投影仪、超高亮度显示器等先进设备应用的个性化需求。Micro-LED显示芯片与目前用于高亮度照明的无机半导体芯片具有相似的特性。当管芯直径减小到微米级时,会出现尺寸效应与Droop效应,量子效率急剧下降,器件整体性能受限。介绍了发光二极管的量子效率及影响GaN基Micro-LED量子效率的因素,并提出提升内量子效率和光提取效率的措施,同时对Micro-LED的未来研究与应用进行了总结与展望。     

静电作用对金纳米粒子猝灭CdTe量子点荧光的影响

分别合成了表面带正电荷和表面带负电荷且粒径相同的水溶性CdTe量子点,以及表面带有负电荷的金纳米粒子(AuNPs),考察了AuNPs对表面带不同种类电荷的CdTe量子点荧光的猝灭作用.结果表明:AuNPs对表面带正电荷CdTe量子点荧光具有更强的荧光猝灭能力,在pH=5~9时,AuNPs对表面带正电荷CdTe量子点的荧光猝灭率为0.640~0.846,对表面带负电荷CdTe量子点的荧光猝灭率为0.534~0.690.静电吸引可以增强AuNPs与CdTe量子点之间的相互作用.     

Mn2+和Ni2+掺杂钙钛矿量子点发光特性研究

全无机钙钛矿量子点(PQDs)作为一种新兴的发光材料具有优异的光电性能但PQDs稳定性较低,只能保存在较为干燥、避光的环境中。就目前研究来看掺杂是解决这一问题的一种方法。采用一种简单的合成方法在室温、大气环境下就可以完成制备PQDs以及进行不同元素(Mn²⁺和Ni²⁺)掺杂的PQDs.发现进行掺杂了的PQDs晶体分布均匀,具有窄的发射光谱,实现了PQDs稳定性的增强。