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量子点敏化太阳能电池研究进展

物理化学学报 2016年第1期32卷 201-213页

作者：卫会云王国帅吴会觉罗艳红李冬梅孟庆波中国科学院物理研究所中科院清洁能源前沿研究重点实验室北京市新能源材料与器件重点实验室北京100190

量子点敏化太阳能电池(QDSCs)因其制备成本低、工艺简单及量子点(QDs)本身的优异性能(如尺寸效应、多激子效应)等优点,近年来受到广泛关注。在此类电池中,无机半导体量子点敏化剂作为吸光材料,其自身的光电性质、制备方法、表面缺陷、... 详细信息

量子点敏化太阳能电池(QDSCs)因其制备成本低、工艺简单及量子点(QDs)本身的优异性能(如尺寸效应、多激子效应)等优点,近年来受到广泛关注。在此类电池中,无机半导体量子点敏化剂作为吸光材料,其自身的光电性质、制备方法、表面缺陷、化学稳定性及其在TiO_2光阳极上的敏化方法等是影响电池性能的关键。本文综述了无机半导体量子点敏化剂(包括窄带隙二元量子点、多元合金量子点及Type-II核壳量子点)的最新研究进展,重点介绍了胶体量子点的制备方法;分类阐释了量子点在TiO_2光阳极表面的沉积与敏化方法,特别是双官能团辅助自组装吸附法;总结了针对提高电子注入效率和减少复合的量子点表面修饰方法;最后简要介绍了QDSCs的电解质和对电极的研究进展。

关键词：量子点敏化太阳能电池无机半导体量子点胶体量子点双官能团辅助自组装表面修饰

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锗掺杂/替位锌黄锡矿太阳能电池研究进展

科学通报 2021年第17期66卷 2202-2214页

作者：徐啸周家正郭林宝吴会觉石将建李冬梅罗艳红孟庆波中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 中国科学院大学材料光电研究中心北京100049 松山湖材料实验室东莞523808

锌黄锡矿(CZTS(e))太阳能电池作为新兴薄膜太阳能电池的代表之一,以其原材料储量丰富、制备工艺简单、环境友好、成本低廉等优势受到广泛关注.为了进一步提升CZTS(e)太阳能电池的器件效率,在光吸收层内引入掺杂或替位元素成为近年来CZTS... 详细信息

锌黄锡矿(CZTS(e))太阳能电池作为新兴薄膜太阳能电池的代表之一,以其原材料储量丰富、制备工艺简单、环境友好、成本低廉等优势受到广泛关注.为了进一步提升CZTS(e)太阳能电池的器件效率,在光吸收层内引入掺杂或替位元素成为近年来CZTS(e)太阳能电池的重要研究方向.在众多掺杂或替位元素中,锗元素(Ge)对CZTS(e)太阳能电池器件性能(特别是器件的开路电压(Voc))的提升作用极为明显.本文综述了近年来Ge掺杂或替位CZTS(e)太阳能电池(CZTS(e):Ge)的研究进展,重点介绍了CZTS(e)太阳能电池高开路电压损耗(Vocdeficit,Voc-def)的根源、CZTS(e):Ge太阳能电池的制备方法以及Ge对CZTS(e)太阳能电池器件性能的影响,并对CZTS(e):Ge太阳能电池的未来研究方向进行了展望.

关键词： Sn相关深能级缺陷形貌改善缺陷钝化抑制原子无序 Ge-Sn组分梯度

两步互扩散法制备高性能CsPbCl_(3)薄膜紫外光电探测器

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物理化学学报 2021年第4期37卷 127-134页

作者：吴炯桦李一明石将建吴会觉罗艳红李冬梅孟庆波中国科学院清洁能源前沿研究重点实验室北京新能源材料与器件重点实验室北京凝聚态物理国家研究中心中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学材料光电研究中心北京100049 中国科学院大学物理学院北京100049 松山湖材料实验室广东东莞523808

紫外光电探测器无论在军用和民用上都有着巨大的应用前景,CsPbCl_(3)作为钙钛矿家族中形成能最大,化学性能稳定的成员,在可见光盲区的紫外光电探测器中有着很大潜在的应用价值。本文针对CsPbCl_(3)薄膜难以制备的问题,发展了一种两步互... 详细信息

紫外光电探测器无论在军用和民用上都有着巨大的应用前景,CsPbCl_(3)作为钙钛矿家族中形成能最大,化学性能稳定的成员,在可见光盲区的紫外光电探测器中有着很大潜在的应用价值。本文针对CsPbCl_(3)薄膜难以制备的问题,发展了一种两步互扩散溶液法,通过控制前驱体PbCl2的形貌,成功地制备了CsPbCl_(3)薄膜。利用扫描电镜、吸收光谱和X射线表征技术,证实了制备出的薄膜表面平整无孔洞、晶粒饱满和吸光度强。通过瞬态荧光和变激发光强的稳态荧光,揭示了薄膜具有载流子寿命长、缺陷态少等优异性能。最终构建出了响应度为0.75 A·W^(−1)的横向结构紫外光电探测器,为将来进一步发展高性能CsPbCl_(3)薄膜紫外光电探测器奠定了基础。

关键词： CsPbCl_(3) 紫外光电探测器两步法钙钛矿薄膜高质量

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空气低温氧化原油产出气的爆炸极限研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2009年第6期31卷 166-171页

作者：曹维福曹维政张虓雷路遥吴会觉中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712 中国石油大庆油田有限责任公司采油十厂黑龙江大庆166405 中国科学院理化技术研究所北京100080

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置,通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求。空气与原油在油藏温度和一定压力下,低温氧化后得到CO、CH4、CO2等气体,根据该产出气的组成配制模拟混合气体,研究其爆炸情况,通过人工配制,对原油低温... 详细信息

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置,通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求。空气与原油在油藏温度和一定压力下,低温氧化后得到CO、CH4、CO2等气体,根据该产出气的组成配制模拟混合气体,研究其爆炸情况,通过人工配制,对原油低温氧化后产出气中各组分比例进行调节,研究测定了不同压力和温度条件下的被测气体爆炸极限以及最高允许氧含量。结果表明:按照产出气组分比例配制的混合气体,不会在油藏条件下发生爆炸;爆炸极限和最高允许氧含量随温度和压力条件改变而改变,高温低压条件易使混合气体发生爆炸,而低温高压条件混合气体不易发生爆炸;二氧化碳对混合气体的爆炸有一定的抑制作用。

关键词：注空气低温氧化原油氧化爆炸极限最高允许氧含量

铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池一价金属替位的研究进展

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化学学报 2021年第3期79卷 303-318页

作者：周家正徐啸段碧雯石将建罗艳红吴会觉李冬梅孟庆波中国科学院物理研究所中国科学院清洁能源前沿研究重点实验室北京市新能源材料与器件重点实验室北京100190 中国科学院大学材料光电研究中心北京100049 中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室广东东莞523808

铜锌锡硫硒(CZTSSe)电池具有组成元素丰度高且环境友好、光吸收系数高、带隙可调、高稳定性等优点,是一类非常有发展前景的新型薄膜太阳能电池.目前,CZTSSe电池最高认证效率为12.6%,与商品化铜铟镓硒(CIGS)电池相比仍然有较大差距,特别... 详细信息

铜锌锡硫硒(CZTSSe)电池具有组成元素丰度高且环境友好、光吸收系数高、带隙可调、高稳定性等优点,是一类非常有发展前景的新型薄膜太阳能电池.目前,CZTSSe电池最高认证效率为12.6%,与商品化铜铟镓硒(CIGS)电池相比仍然有较大差距,特别是开路电压(VOC)和填充因子(FF)偏低.开压损耗是制约CZTSSe器件效率进一步提升的关键因素之一.其中,吸收层带尾态和深能级缺陷及界面能级不匹配是开压损耗大的主因,而Cu-Zn无序引起的铜锌替位(CuZn)与锌锡替位(SnZn)缺陷又是影响带尾态的关键因素,因此,减少CuZn和SnZn缺陷有助于提升VOC.一价金属替位能有效改善带尾态、构建合适能带结构,在一定程度上解决器件开压损耗问题.但是,有关一价金属替位如何影响CZTSSe电池性能,仍然缺乏全面系统的概述.本文综述了基于一价金属替位方法CZTSSe电池的研究进展.首先介绍CZTSSe电池的发展历程、工作原理、制备工艺和关键材料等;其次,详细讨论一价金属替位的理论研究;再次,结合实验进展,重点讨论一价金属部分替位及完全替位CZTSSe材料的制备及其对带尾态、界面缺陷和能带结构研究;最后,对一价金属替位研究的关键科学问题、未来发展潜力等进行讨论和展望,并提出可能的解决思路.

关键词：铜锌锡硫硒 CuZn反位缺陷一价金属替位晶体生长带尾态

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钙钛矿太阳能电池中S形伏安特性研究

物理学报 2015年第3期64卷 54-59页

作者：石将建卫会云朱立峰许信徐余颛吕松涛吴会觉罗艳红李冬梅孟庆波中国科学院物理研究所中科院清洁能源重点实验室北京市新能源材料与器件重点实验室北京凝聚态国家实验室北京100190

本文从理论模拟和实验角度研究了钙钛矿太阳能电池的伏安特性,并着重探讨了由于界面电荷输运受限而产生的S形特征.理论模拟表明,当电池界面电荷输运速度逐渐降低时,出现界面电荷积累,影响电池输出性能.实验研究表明,当电池的背接触,光... 详细信息

本文从理论模拟和实验角度研究了钙钛矿太阳能电池的伏安特性,并着重探讨了由于界面电荷输运受限而产生的S形特征.理论模拟表明,当电池界面电荷输运速度逐渐降低时,出现界面电荷积累,影响电池输出性能.实验研究表明,当电池的背接触,光阳极等界面电荷输运速度受限时,即出现S形伏安特性,降低电池效率.然而,由于电子和空穴在界面输运性质方面的差异,以及电池中可能存在的独特的界面能带结构,不同界面电荷输运受限而产生的S形伏安曲线又各具特征,与电池内部实际的电荷分布以及输运方向有关.本文的研究结果有助于阐明钙钛矿太阳能电池中存在的影响电荷输运的界面因素,进而为界面设计和界面优化提供理论依据.

关键词：钙钛矿太阳能电池界面电荷输运 S形伏安特性

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多功能原子层沉积系统

多功能原子层沉积系统

Underlying mechanism of the efficiency loss in CZTSSe solar cells:Disorder and deep defects

第三届新型太阳能电池学术研讨会

作者：许信罗艳红李冬梅吴会觉孟庆波中国科学院物理研究所清洁能源重点实验室

我们设计研制了多功能的原子层沉积系统,该系统具有低温沉积,高温沉积,等离子体辅助沉积,等离子体表面处理等功能。系统主要包括可调节气路输送系统,低温沉积腔体(side-flow type,<300 degree),高温沉积腔体(columnar chamber,<1100 deg... 详细信息

我们设计研制了多功能的原子层沉积系统,该系统具有低温沉积,高温沉积,等离子体辅助沉积,等离子体表面处理等功能。系统主要包括可调节气路输送系统,低温沉积腔体(side-flow type,<300 degree),高温沉积腔体(columnar chamber,<1100 degree),等离子体辅助腔体(ICP,top-down flow type),自动化电气控制单元,计算机软件控制系统等组成。可以实现原料载气和反应洗气的分离控制,单次脉冲时间<50ms,单次循环时间<5s等性能参数。该系统可用于氧化物(如ZnO,TiO,SnO,Al2O3,SiO,HfO等),硫化物(如ZnS),氮化物(如TiN)以及掺杂氧化物(如TiO:Nb,ZnO:Al)的可控沉积,沉积薄膜可以实现厚度均匀,无孔洞,保型性高等特点。

关键词：原子层沉积等离子体辅助

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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Science China Materials 2020年第12期63卷 2371-2396页

作者： Biwen Duan Jiangjian Shi Dongmei Li Yanhong Luo Huijue Wu Qingbo Meng Key Laboratory for Renewable Energy Beijing Key Laboratory for New Energy Materials and DevicesInstitute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China School of Physics Science University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Songshan Lake Materials Laboratory Dongguan 523808China

Although Cu2ZnSn(Sx,Se1-x)4(CZTSSe)is a promising candidate for thin-film photovoltaics,its cell performance is currently limited by the large voltage *** a series of studies on the efficiency loss mechanism of CZTSSe solar cell have been carried out in the past few years,no convincing understanding has been obtained until *** this review,the current findings regarding the underlying mechanism of the efficiency loss in CZTSSe solar cells are systematically summarized and *** properties of atomic disorder and deep defects in CZTSSe materials and their effects on device performance are *** synergistic effect is proposed to help understand the defect-related charge loss in the ***,the experimental methods of defect identification and defect control are presented,in an attempt to identify the killer defects that can be responsible for the ultra-short minority lifetime of CZTSSe *** comprehensively and dialectically understanding these defect properties of the CZTSSe solar cell,we believe breakthrough in the cell efficiency will come soon with our concentrated effort.

关键词： CZTSSe solar cell voltage loss disorder defect

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低温原子层沉积(ALD)系统

低温原子层沉积(ALD)系统