氮化镓/硅复杂界面结构异质结的光伏效应

采用宽带隙半导体材料或减小p-n结漏电流密度是增加开路电压以提高太阳能电池光电转换效率的重要途径.氮化镓(GaN)是一种具有直接带隙的宽带隙化合物半导体材料,并已在光电器件领域得到广泛应用.以通过水热腐蚀制备的、具有优异宽波段光吸收性能的硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为功能性衬底,采用化学气相沉积法制备了一种具有复杂界...     

ZnO薄膜的气敏和光电性能的研究进展

ZnO是一种新型的宽带隙半导体材料,在气敏器件、光电器件及压电器件等方面具有广泛的应用前景,因而受到物理学界的广泛关注。本文介绍ZnO薄膜的气敏、光电性能的研究进展。     

新型四配位硅基材料的结构与性质

硅基半导体已广泛用于光电转化和现代通信等不同领域,新型硅基材料的发展,有助于应对功能材料在现代科技领域面临的挑战.本文主要介绍本课题组近年来在新型四配位硅基材料领域中的理论设计与计算模拟,包括新型四面体硅基材料和平面四配位硅基二维单层材料.基于Si(C≡C)_4结构单元,设计了一系列类金刚石结构的宽带隙半导体材料,预测了它们的结构、光电及力学性质,分析了平面四配位硅的成键特征及其稳定化策略,探讨了含平面四配位硅的二维单层材料在锂离子电池和CO_2活化转化中的应用.     

Pb2+掺杂对Cd1-xZnxS光催化产氢性能的影响规律

采用共沉淀法制备了Pb2 掺杂的Cd0.2Zn0.8S及Cd0.8Zn0.2S固溶体光催化剂.实验结果表明,Pb2 掺杂的宽带隙固溶体Cd0.2Zn0.8S在6s轨道与固溶体的价带杂化后提升了价带位置,降低了半导体的带隙,因而提高了产氢活性.当Pb2 掺杂窄带隙固溶体Cd0.8Zn0.2 S后,形成固溶体价带附近的杂质能级,并成为光生电子空穴复合中心,因而不能提高产氢性能.因此,Pb2 对半导体的可见光改性仅适用于较宽带隙的半导体.     

宽带隙半导体器件仿真中收敛性问题的分析

针对宽带隙半导体器件仿真中常见的不收敛性问题,通过分析数值求解算法与宽带隙半导体材料的固有特性知道,其原因是少子浓度过低,从而提出3种引入平衡或非平衡少子的解决方案。ISE仿真结果表明,采用文中提出的方案在解决收敛性同时能保证求解结果正确性,并且对刚开始进行宽带隙半导体器件仿真设计的本科生有很大帮助。     

宽带隙半导体SiC非磁性掺杂研究取得进展

长期以来,过渡元素（Fe,Mn,Co等）掺杂稀磁宽带隙半导体的磁性来源问题一直存在着很大争议．主流观点认为,由于样品制备条件的差异,大多数过渡元素掺杂宽带隙半导体的磁性来源于磁性杂质的干扰或磁性原子在基体形成团簇所致,而不是掺杂材料的本征特性．因此,通过掺杂非磁性元素可以有效地避免磁性杂质的引入,排除磁性杂质的干扰,可以为探讨稀磁半导体的磁性来源提供理想的实验体系．这对深入认识宽带隙半导体中自旋长程有序的机制有着重要学术意义．     

p-a-SiC:H降低晶体硅异质结太阳能电池寄生损失的研究

使用宽带隙的p型氢化非晶硅碳(p-a-SiC:H)薄膜作为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池的窗口层,使用时域有限差分法(FDTD)模拟证明,p-a-SiC:H不仅能明显降低窗口层的短波寄生吸收损失,而且可以减少SHJ太阳能电池的反射损失,从而增强SHJ太阳能电池的光谱响应。实验结果也证明,使用优化的p-a-SiC:H窗口层可以提升SHJ太阳能电池的短路电流(J_sc)达1.4 mA/cm²,电池光电转化效率达到了21.8%。这主要是由于p-a-SiC:H低的寄生吸收以及使用p-a-SiC:H窗口层降低了SHJ太阳能电池的反射损失所致。     

纳米TiO2在太阳能电池中的应用研究新进展

目的 研究纳米TiO2(n-TiO2)在太阳能电池中的应用研究的最新进展状况,为国内太阳能电池的研发与n-TiO2在其中的应用开发提供参考和借鉴.方法 以最新的文献为基础,进行归纳分析,研究其应用研究的新进展.结果 n-TiO2应用于太阳能电池,主要介绍了在染料敏化太阳能电池(DSSCs)和有机光伏太阳能电池(OPV)中的应用研究的一些最新成果.这2种太阳能电池也是新型太阳能电池研究中的2个热点研究对象,太阳能电池作为洁净环境友好的绿色可再生能源,是未来开发与应用研究的重点.结论 n-TiO2在太阳能电池中的的应用,使太阳能电池的光电转化效率大大提高,使用寿命大为延长,但是在商业化批量生产的征途中依然有许多问题有待解决.     

转换效率达20%的混合式太阳能电池

最近,日本三洋电机公司开发出一种转换效率高达20％的太阳能电池,打破了迄今保持的18.7％的最高记录,这是一种把性质不同的硅面接而成的混合式太阳电池,面接温度低于200℃,制法简单,成本低廉。 太阳能电池通常采用N型半导体和P型半导体制成,接受太阳光照射后,半导体出现电子(负电荷)和空穴(正电荷),在P型和N型的接面上,负电荷移向N型半导体,正电荷移向P型半导体。由于接面具单向性,故电子和空穴一旦强行通过接面就不能返回。于是,两种半导体中蓄有不同电荷,产生电压差。双双接以导线,电子从N型流向P型;空穴从P型流向N型,从而产生电流。太阳能电池常用的半导体是硅半导体。硅太阳能电池有单晶、多晶的晶态和非晶态之分。单晶系硅太阳能电池转换效率较高,比非晶系(8％～10％)高1倍左     

CuGa_(1-x)In_xSe_2薄膜材料的研究进展

CuGa_(1-x)In_xSe_2薄膜材料是具有黄铜矿结构的半导体化合物,由于具有大的吸收系数,并可通过改变x来调整禁带宽度从而实现能隙裁剪等优点,已广泛应用于制备太阳能电池,其转化效率可高达18.8%。目前,CuGa_(1-x)In_xSe_2薄膜的制备主要有三段制备法和金属层预置后硒化法两种。对上述两种制备方法进行了介绍,总结了CuGa_(1-x)In_xSe_2薄膜材料在太阳能电池中的商业化现状。并提出今后CuGa_(1-x)In_xSe_2薄膜材料研究应在进一步研究薄膜的形成机理,降低缺陷,寻找更合适的晶格适配率衬底材料等方面进行。     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物(PTTz-Si)。这种聚合物具有较窄的光学带隙(1.77eV)、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0.76%的光电转化效率。     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征简

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物（PTTz-Si）。这种聚合物具有较窄的光学带隙（1．77 eV）、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71 CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0．76％的光电转化效率。     

寿命达几百年的太阳能电池

 据英《新科学家》1999年8月28日报道：以色列特拉维夫韦茨曼科学研究所的化学家戴维·卡亨最近发明了一种新型的价格便宜效率高寿命长的太阳能电池, 它比硅太阳能电池更有效地吸收阳光, 用很薄的一层膜就能发电, 且稳定性极为惊人, 即使在强烈的阳光下曝晒也能“安然无恙”.这种太阳能电池是用一种铜铟镓二硒化物络合物半导体制造的。这种半导体材料极为稳定的奥秘已经揭开, 原来它具有自我修复能力。在传统的硅半导体太阳能电池材料中, 某些化学键比较容易破坏, 而铜铟镓二硒化物半导体中, 游离的铜原子容易通过晶体迁移, 扩散到晶体中的破坏点, 修复被破坏的化学键。     

寿命达几百年的太阳能电池

据英《新科学家》１９９９年８月２８日报道:以色列特拉维夫韦茨曼科学研究所的化学家戴维·卡亨最近发明了一种新型的价格便宜效率高寿命长的太阳能电池,它比硅太阳能电池更有效地吸收阳光,用很薄的一层膜就能发电,且稳定性极为惊人,即使在强烈的阳光下曝晒也能“安然无恙”。这种太阳能电池是用一种铜铟镓二硒化物络合物半导体制造的。这种半导体材料极为稳定的奥秘已经揭开,原来它具有自我修复能力。在传统的硅半导体太阳能电池材料中,某些化学键比较容易破坏,而铜铟镓二硒化物半导体中,游离的铜原子容易通过晶体迁移,扩散到晶体中的破坏…     

先进材料实验室研发出基于金属硒化物的高效对电极材料

本校先进材料实验室王忠胜教授课题组独立研发出1种基于金属硒化物的高效对电极,该电极应用于染料敏化太阳能电池,获得了高达9.4%的能量转化效率,是目前已报道的基于碘电对的染料敏化太阳电池中，使用非铂对电极所获得的最高效率．     

萘并[1,2-b:5,6-b']二呋喃衍生物的合成及其光伏应用

为了制备出高能量转换效率的聚合物给体光伏材料,本文采用Stille偶联反应合成了一种新型的萘并二呋喃(NDF)类电子给体材料NDF-2DPP,并将其应用到太阳能电池的研究中.光学性能表明NDF-2DPP的吸收范围在300～750 nm间,对应的光学带隙为1.65 eV.光伏器件结果显示,当NDF-2DPP︰PC61BM...     

Si纳米线器件及其研究进展

Si纳米线是一种新型的准一维纳米半导体材料,具有独特的电子输运特性、场发射特性和光学特性等.本文对利用Si纳米线制备的各类电子器件,例如存储器、场效应晶体管、化学传感器和太阳能电池的研究进展做了简要评述.最后,对Si纳米线的应用前景进行了初步展望.     

常用光源对太阳能电池性能影响

太阳能电池是将光能转换成电能的装置。光是太阳能电池工作的必要条件,光的强度与频谱直接影响太阳能电池的光电转换效率。 一、光与太阳能电池 1、太阳能电池的工作原理 光子被半导体吸收并在此过程中产生载流子:电子与空穴。它们向结扩散,PN结内部的强电场使电子、空穴分离,从而在外电场中产生电压与电流。 射向半导体的光子一部分被半导体反射,一部分被半导体吸收。半导体吸收hγ>Eg的光子能产生一个而     

ZnO的p型掺杂研究进展

ZnO是一种宽带隙Ⅱ~Ⅵ族半导体材料,由于其独特的性能,如高电子迁移率、广泛的激子结合能,是一种很有前途的光电器件材料;但因本征施主缺陷和施主杂质引起的自补偿效应等很难使其有效地实现n型向p型导电的转变.介绍了ZnO的p型掺杂机理、掺杂元素分类及国内外对p型ZnO研究的最新进展.     

染料敏化太阳能电池用固态电解质研究进展

染料敏化太阳能电池是近十几年来发展起来的新型高效率、低成本电池。电解质是关系到该电池稳定性的重要材料。介绍了染料敏化太阳能电池电解质的分类,讨论了准固态电解质和固态电解质的优缺点及其研究进展。使用传统的液态电解质获得的光电转换效率较高,但稳定性受到一定的影响,使用准固态电解质和固态电解质制备的染料敏化太阳能电池,稳定性有了较大的提高。重点讨论了准固态电解质以及无机p型半导体材料、有机p型半导体材料和导电高聚物等几种主要的固态电解质的特点和相应的电池稳定性。