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钙钛矿太阳电池综述

物理学报 2015年第3期64卷 135-142页

作者：姚鑫丁艳丽张晓丹赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

基于有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3Pb X3)制备的太阳电池效率自2009年从3.8%增长到19.6%,因其较高的光吸收系数,较低的成本及易于制备等优势获得了广泛关注.钙钛矿材料不仅可以作为光吸收层,还可用作电子和空穴传输层,以此制备出不同... 详细信息

基于有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3Pb X3)制备的太阳电池效率自2009年从3.8%增长到19.6%,因其较高的光吸收系数,较低的成本及易于制备等优势获得了广泛关注.钙钛矿材料不仅可以作为光吸收层,还可用作电子和空穴传输层,以此制备出不同结构的钙钛矿太阳电池:介孔结构、介观超结构、平面结构、无HTM层结构和有机结构.除此之外,钙钛矿材料制备方法的多样性使其更具吸引力,目前已有一步溶液法、两步连续沉积法、双源共蒸发法和溶液-气相沉积法.本文主要介绍了钙钛矿太阳电池的发展历程、工作原理及钙钛矿薄膜的制备方法等.详细阐述了电池每一层的具体作用和针对现有的钙钛矿结构各层材料的优化,最后介绍了钙钛矿太阳电池所面临的问题和发展前景,以期对钙钛矿太阳电池有进一步的了解,为制备新型高效的钙钛矿太阳电池打下坚实的基础.

关键词：钙钛矿材料太阳电池晶体结构电荷传输层

CO_2等离子体处理对SnO_2:F/P-a-SiC:H肖特基势垒调控

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太阳能学报 2016年第11期37卷 2988-2993页

作者：李天天张晓丹张德坤孙健王广才赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

采用CO_2等离子体(COP)处理FTO导电玻璃,通过控制处理时间进行FTO/p-a-SiC:H肖特基势垒的调控。在实验中发现COP对FTO表面有轻微刻蚀作用并且会影响其绒度因子值。同时由于B-M效应的减弱会引起其在短波处的吸收比的增加。COP处理FTO会... 详细信息

采用CO_2等离子体(COP)处理FTO导电玻璃,通过控制处理时间进行FTO/p-a-SiC:H肖特基势垒的调控。在实验中发现COP对FTO表面有轻微刻蚀作用并且会影响其绒度因子值。同时由于B-M效应的减弱会引起其在短波处的吸收比的增加。COP处理FTO会增加其表面的氧吸附,进而增加表面能。COP较长时间处理FTO会降低非晶硅电池在短波段的响应,通过测试J-V特性曲线发现,由于COP处理FTO可以使FTO的功函数增加0.18 eV,降低FTO/p-a-SiC:H界面处肖特基势垒。COP处理的FTO前电极的电池V_(oc)由未处理的0.92 V提高到处理后的0.99 V和FF由0.68提高到0.70。

关键词： CO2等离子体 FTO 肖特基势垒非晶硅太阳电池

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钙钛矿电池纳米陷光结构的研究进展

物理学报 2020年第7期69卷 208-217页

作者：潘恒陈沛润石标李玉成高清运张力赵颖黄茜张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室天津300071

随着材料性能的不断提升,近年来纳米陷光结构在钙钛矿电池中的应用受到越来越多的关注.纳米陷光结构的引入可以改变光子在电池中的传输路径以及被电池吸收的光子能量.将纳米陷光结构用于钙钛矿电池中的不同界面可以不同程度地增加电池... 详细信息

随着材料性能的不断提升,近年来纳米陷光结构在钙钛矿电池中的应用受到越来越多的关注.纳米陷光结构的引入可以改变光子在电池中的传输路径以及被电池吸收的光子能量.将纳米陷光结构用于钙钛矿电池中的不同界面可以不同程度地增加电池对光的吸收,最终提升电池效率.如何有效地应用陷光结构是进一步提升钙钛矿电池转换效率的关键问题之一.本文从阐述具有不同纳米陷光结构的钙钛矿电池性能出发,对不同结构进行了对比与总结,并分析了其中的优势与劣势.

关键词：陷光结构钙钛矿太阳电池光子吸收

非晶硅太阳电池BZO/p-a-SiC:H接触特性改善的研究

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物理学报 2013年第5期62卷 551-556页

作者：王利张晓丹杨旭魏长春张德坤王广才孙建赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-a-SiC)之间的非欧姆接触特性.通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H2/SiH4、硼掺杂比B2H6/SiH4)获得了较薄厚度下(20nm)暗电导率高达4.2S/cm的p型微... 详细信息

采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-a-SiC)之间的非欧姆接触特性.通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H2/SiH4、硼掺杂比B2H6/SiH4)获得了较薄厚度下(20nm)暗电导率高达4.2S/cm的p型微晶硅材料.在本征层厚度约为150nm,仅采用Al背反射电极的情况下,获得了效率6.37%的非晶硅顶电池(Voc=911mV,FF=71.7%,Jsc=9.73mA/cm2),开路电压Voc和填充因子FF均较无插入层的电池有大幅提升.

关键词：氧化锌 p型微晶硅非晶硅顶电池非欧姆接触

Ga源温度对共蒸发三步法制备Cu(In,Ga)Se_2太阳电池的影响

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人工晶体学报 2014年第6期43卷 1381-1386页

作者：刘芳芳何青周志强孙云南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

利用共蒸发三步法制备了Cu（In,Ga）Se2（CIGS）薄膜,并通过调整制备工艺中的一、三步的金属镓（Ga）的温度,改变Ga含量的梯度分布,研究不同梯度分布对CIGS薄膜及电池性能的影响。从而优化了电池带隙梯度分布,使电池的开路电压Voc在提... 详细信息

利用共蒸发三步法制备了Cu（In,Ga）Se2（CIGS）薄膜,并通过调整制备工艺中的一、三步的金属镓（Ga）的温度,改变Ga含量的梯度分布,研究不同梯度分布对CIGS薄膜及电池性能的影响。从而优化了电池带隙梯度分布,使电池的开路电压Voc在提高的同时,最大程度的减小了Jsc的损失。优化后薄膜表面的结晶情况得到改善,电池的结界面和二极管特性也得到相应的提高。量子效率测试发现,优化后的CIGS太阳电池在较长波段中（520~1100nm）的光子吸收损失大大减小。

关键词： CIGS薄膜太阳电池 Ga梯度分布二极管特性

Cu_2O/ZnO氧化物异质结太阳电池的研究进展

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物理学报 2018年第11期67卷 22-32页

作者：陈新亮陈莉周忠信赵颖张晓丹南开大学、光电子薄膜器件与技术研究所、光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室天津300071

介绍了近年来低成本Cu_2O/ZnO氧化物异质结太阳电池方面的研究进展.应用于光伏器件的吸收层材料Cu_2O是直接带隙半导体材料,天然呈现p型;其原材料丰富,且对环境友好.Cu_2O/ZnO异质结太阳电池结构主要有平面结构和纳米线/纳米棒结构.纳... 详细信息

介绍了近年来低成本Cu_2O/ZnO氧化物异质结太阳电池方面的研究进展.应用于光伏器件的吸收层材料Cu_2O是直接带隙半导体材料,天然呈现p型;其原材料丰富,且对环境友好.Cu_2O/ZnO异质结太阳电池结构主要有平面结构和纳米线/纳米棒结构.纳米结构的Cu_2O太阳电池提高了器件的电荷收集作用;通过热氧化Cu片技术获得的具有大晶粒尺寸平面结构Cu_2O吸收层在Cu_2O/ZnO太阳电池应用中展现出了高质量特性.界面缓冲层(如i-ZnO,a-ZTO,Ga_2O_3等)和背表面电场(如p^+-Cu_2O层等)可有效地提高界面处能级匹配和增强载流子输运.10 nm厚度的Ga_2O_3提供了近理想的导带失配,减少了界面复合;Ga_2O_3非常适合作为界面层,其能够有效地提高Cu_2O基太阳电池的开路电压V_(oc)(可达到1.2 V)和光电转换效率.p^+-Cu_2O(如Cu_2O:N和Cu_2O:Na)能够减少器件中背接触电阻和形成电子反射的背表面电场(抑制电子在界面处复合).利用p型Na掺杂Cu_2O(Cu_2O:Na)作为吸收层和Zn_(1-x)Ge_x-O作为n型缓冲层,Cu_2O异质结太阳电池(器件结构:MgF_2/ZnO:Al/Zn_(0.38)Ge_(0.62)-O/Cu_2O:Na)光电转换效率达8.1%.氧化物异质结太阳电池在光伏领域展现出极大的发展潜力.

关键词： Cu2O/ZnO 缓冲层异质结太阳电池

一种基于改进多带谱减法的低信噪比语音识别方法

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南开大学学报（自然科学版） 2022年第6期55卷 58-61页

作者：陈志博王思雨刘远泽王国栋耿卫东南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350

提出了一种基于相位补偿改进的低信噪比多带谱减算法,构造了相位补偿函数对带噪语音相位谱进行补偿,使其更接近纯净语音相位,提升了多带谱减法在低信噪比下的性能.在Matlab仿真平台上就输出信噪比、PESQ和语谱图进行评估,所提算法均优... 详细信息

提出了一种基于相位补偿改进的低信噪比多带谱减算法,构造了相位补偿函数对带噪语音相位谱进行补偿,使其更接近纯净语音相位,提升了多带谱减法在低信噪比下的性能.在Matlab仿真平台上就输出信噪比、PESQ和语谱图进行评估,所提算法均优于多带谱减算法,其中在-10 dB的极低信噪比下,该算法在PESQ上比原算法提高了26.4%.

关键词：多带谱减相位补偿低信噪比

沉积时间对Zn(O,S)薄膜性能及Cu_2ZnSnSe_4薄膜电池的影响

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人工晶体学报 2017年第4期46卷 578-583页

作者：刘晓茹李建军刘玮刘芳芳敖建平孙云周志强张毅南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

无镉材料Zn(O,S)因其带隙宽且可调节、无毒无害等优点被作为缓冲层材料重点研究,通过化学水浴法制备Zn(O,S)薄膜,研究了沉积时间的不同(20~35 min)对Zn(O,S)薄膜的成分、结构特性、光学性能及形貌的影响。通过XRD测试可知,水浴法制备的Z... 详细信息

无镉材料Zn(O,S)因其带隙宽且可调节、无毒无害等优点被作为缓冲层材料重点研究,通过化学水浴法制备Zn(O,S)薄膜,研究了沉积时间的不同(20~35 min)对Zn(O,S)薄膜的成分、结构特性、光学性能及形貌的影响。通过XRD测试可知,水浴法制备的Zn(O,S)薄膜为非晶态。通过透反射谱测试可知,薄膜的光学透过率较高(>80%)。通过表面形貌测试可知,30 min时Zn(O,S)薄膜为致密均匀的小颗粒。将Zn(O,S)薄膜应用在CZTSe电池中,在30 min时获得较高器件转换效率5.37%。

关键词：无镉缓冲层化学水浴法 Zn(O,S) CZTSe薄膜电池沉积时间

RPD技术生长ICO∶H薄膜及其在晶体硅异质结太阳电池中的应用

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太阳能学报 2021年第1期42卷 50-55页

作者：周忠信陈新亮张云龙魏长春赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300350 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350

通过反应等离子体沉积(RPD)技术室温下生长掺铈的氧化铟薄膜,且沉积过程中通入氢气。高迁移率可使透明导电薄膜在较低的电阻率时保持较高的近红外透过率;透明导电薄膜中较低的载流子浓度能够减少自由载流子的吸收。迁移率的大小主要由... 详细信息

通过反应等离子体沉积(RPD)技术室温下生长掺铈的氧化铟薄膜,且沉积过程中通入氢气。高迁移率可使透明导电薄膜在较低的电阻率时保持较高的近红外透过率;透明导电薄膜中较低的载流子浓度能够减少自由载流子的吸收。迁移率的大小主要由薄膜内的散射机制决定,并且受薄膜非晶结构制约。ICO∶H薄膜表面平整,在近红外长波段透过率超过80%。在氢气流量为2 sccm时,薄膜获得1.34×10^(-3)Ω·cm的最低电阻率和94 cm^(2)/Vs的高迁移率。在晶体硅异质结(SHJ)太阳电池应用中,获得了较高的短路电流密度38.44 mA/cm^(2),相应的转换效率为16.68%。

关键词：薄膜霍尔迁移率透明导电氧化物硅太阳电池 RPD