检索结果-南通市图书馆

不同环境下硫化镉/铜基薄膜异质结退火对太阳电池性能调控

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物理学报 2023年第8期72卷 330-340页

作者：刘慧桢刘蓓董家斌李建鹏曹子修刘越孟汝涛张毅南开大学光电子薄膜器件与技术研究所太阳能转换中心天津300350 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350 薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350

高效铜基薄膜太阳电池通常采用无机n型半导体材料CdS作为缓冲层,因此,缓冲层与吸收层之间的界面质量和能带匹配对载流子的收集利用至关重要.在优化CdS基础工艺的基础上,在含硫气氛下对硫化镉/铜基薄膜异质结进行退火的策略进一步提高Cd... 详细信息

高效铜基薄膜太阳电池通常采用无机n型半导体材料CdS作为缓冲层,因此,缓冲层与吸收层之间的界面质量和能带匹配对载流子的收集利用至关重要.在优化CdS基础工艺的基础上,在含硫气氛下对硫化镉/铜基薄膜异质结进行退火的策略进一步提高CdS薄膜质量,并将其应用到铜基太阳电池,调控铜基薄膜电池p-n异质结能带匹配.研究表明,CdS薄膜在含硫的惰性气氛中退火可以有效提高CdS薄膜的结晶质量并抑制CZTS/CdS异质结界面的非辐射复合,器件的开路电压得到大幅提升,最高可达718 mV.在器件效率方面,基于溅射法的CZTS太阳电池效率从3.47%提升到5.68%,约为不退火处理的2倍.该研究为铜基薄膜太阳电池器件实现高开路电压提供了可靠的工艺窗口.同时,有力地说明了退火气氛选择对于CdS质量以及CZTS/CdS异质结能带匹配的重要性,除了界面互扩散以外,对薄膜材料组分及其结晶性等均实现了调控.

关键词：铜基薄膜太阳电池硫化镉缓冲层退火气氛硫化镉/铜基薄膜异质结

Cu元素对Cu(In,Ga)Se_2薄膜及太阳电池的影响

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物理学报 2014年第6期63卷 235-240页

作者：刘芳芳何青周志强孙云天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300071

Cu元素成分对Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜材料的电学性质及其电池器件性能有很重要的影响.本文利用蒸发法制备了贫Cu和富Cu的CIGS吸收层(0.7器件.扫描电镜和Hall测试发现,富Cu材料的结构特性(晶粒大、结... 详细信息

Cu元素成分对Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜材料的电学性质及其电池器件性能有很重要的影响.本文利用蒸发法制备了贫Cu和富Cu的CIGS吸收层(0.7器件.扫描电镜和Hall测试发现,富Cu材料的结构特性(晶粒大、结晶状态好)和电学特性(电阻率低、迁移率高等)优于贫Cu材料,而性能测试表明贫Cu器件的效率优于富Cu器件.变温性能测试分析表明,贫Cu器件的主要复合路径是体复合,激活能与CIGS禁带宽度相当;富Cu器件的主要复合路径是界面复合,其激活能远小于CIGS禁带宽度,这大大降低了开路电压Voc,从而降低了电池效率.最后利用蒸发三步法制备了体材料稍富Cu表面贫Cu的CIGS吸收层,降低了短路电流和开路电压的损失,获得了超过15%的电池效率.

关键词： u(In,Ga)Se2太阳电池 Cu元素激活能开路电压

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晶体硅太阳电池研究进展

太阳能学报 2021年第10期42卷 49-60页

作者：张云龙陈新亮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天津300350 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350

主要介绍太阳电池基本原理和晶体硅基本性质,并从少子复合的角度分析了氧化物钝化层对太阳电池性能的影响;重点阐述4种典型晶体硅太阳电池的研究现状,并详细分析其获得高效率的物理机制:1)钝化发射极型太阳电池采用背部重掺杂点接触的结... 详细信息

主要介绍太阳电池基本原理和晶体硅基本性质,并从少子复合的角度分析了氧化物钝化层对太阳电池性能的影响;重点阐述4种典型晶体硅太阳电池的研究现状,并详细分析其获得高效率的物理机制:1)钝化发射极型太阳电池采用背部重掺杂点接触的结构,减少晶体硅与金属的接触面积来降低复合损耗;2)硅异质结(SHJ)型太阳电池的本征非晶硅薄层提供了良好的钝化效果,同时晶体硅与非晶硅间的异质接触使得器件的开路电压相对更高;3)隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)型太阳电池采用超薄隧道氧化物(SiO_(x))和磷掺杂硅层,显著地减少了金属-半导体界面处的表面复合;4)新型选择性接触(selective contact)型太阳电池(如DASH电池)采用低温无掺杂的金属氧化物作为电子/空穴选择层,实现了对光生载流子的有效收集。

关键词：太阳电池晶体材料异质结半导体器件

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

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高效钙钛矿太阳电池及其叠层电池研究进展

材料导报 2021年第15期35卷 15031-15046页

作者：刘璋陈新亮侯国付李跃龙丁毅赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300071

钙钛矿太阳电池及其叠层电池发展迅速,成为当前光伏领域的研究热点。有机无机卤化钙钛矿材料具有吸收系数高、带隙可调、制备工艺简单等优点,其单结太阳电池实验室效率从2009年的3.8%迅速提升到25.2%,两端钙钛矿/硅叠层太阳电池效率达到... 详细信息

钙钛矿太阳电池及其叠层电池发展迅速,成为当前光伏领域的研究热点。有机无机卤化钙钛矿材料具有吸收系数高、带隙可调、制备工艺简单等优点,其单结太阳电池实验室效率从2009年的3.8%迅速提升到25.2%,两端钙钛矿/硅叠层太阳电池效率达到29.15%。钙钛矿太阳电池种类丰富,依据器件结构主要分为介孔型钙钛矿太阳电池和平面型(nip结构和pin结构)钙钛矿太阳电池。大量研究工作通过钝化工程、添加剂工程、能级匹配工程、组分工程等先进技术获得高质量的钙钛矿吸收层和光电性能好、低成本、无污染的电荷传输层,提升电荷提取效率,使得每种器件结构均能实现22%以上的超高效率。但常规钙钛矿材料光、湿、热稳定性差,部分研究通过改善吸收层的成分,研发出准二维钙钛矿太阳电池与全无机钙钛矿太阳电池,更加贴合实际应用。考虑到不同的应用场景,钙钛矿太阳电池又进一步分化出柔性钙钛矿太阳电池与半透明钙钛矿太阳电池,透明导电电极的研发成为该领域的重要突破方向。基于钙钛矿的叠层电池中,高效钙钛矿/硅叠层电池是研究重点,通过优化陷光策略和添加剂工程等方法降低光学损失与电学损失,能够在材料成本增长不大的情况下显著提升电池效率,极具市场竞争力。本文主要阐述了钙钛矿太阳电池及其叠层电池的发展历史、器件种类和结构、功能层材料特性、性能优化策略,并对其面临的挑战以及发展趋势进行了总结与展望。

关键词：钙钛矿太阳电池钙钛矿/硅叠层器件结构功能层光电转换效率

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

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高效单晶硅太阳电池的最新进展及发展趋势

材料导报 2019年第1期33卷 110-116页

作者：陈俊帆赵生盛高天徐玉增张力丁毅张晓丹赵颖侯国付南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300071

晶体硅太阳电池是目前光伏市场的主流产品,其又可分为多晶硅电池和单晶硅(c-Si)电池。目前,多晶硅电池成本较低,市场份额较大,但其效率较低;单晶硅电池成本相对偏高,但其效率更高,市场份额小于多晶硅电池。随着硅材料和硅片切割技术的进... 详细信息

晶体硅太阳电池是目前光伏市场的主流产品,其又可分为多晶硅电池和单晶硅(c-Si)电池。目前,多晶硅电池成本较低,市场份额较大,但其效率较低;单晶硅电池成本相对偏高,但其效率更高,市场份额小于多晶硅电池。随着硅材料和硅片切割技术的进步,单晶硅片的成本持续下降,且未来市场对高效率的高端光伏产品需求日益增长。因此,高效率的单晶硅电池将受到更多的关注。为进一步提高单晶硅太阳电池的效率,近几年的研究工作主要集中于提高硅片质量来降低体缺陷,寻找新型钝化材料来降低表面和界面缺陷,开发先进的减反技术(新型的绒面陷光结构和材料)以提高光的利用率,引入低电阻金属化技术降低串联电阻,优化PN结制备技术以及器件结构等。2014年至今,单晶硅太阳电池的转换效率得到连续突破。目前,最高效率是日本Kaneka公司创造的26.6%,其他效率达到或者超过25%的晶硅电池包括钝化发射极背面局部场接触(PERL)电池、交叉指式背接触(IBC)电池、硅异质结(SHJ)电池、交叉指式背接触异质结(HBC)电池、隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池、多晶硅氧化物选择钝化接触(POLO)电池等。分析这些典型电池的关键技术可以发现,栅线电极与c-Si的金属-半导体接触复合成为影响电池效率的关键因素。为减小这些复合,一方面通过电池背面局部开孔来减小金属与c-Si直接接触的面积,包括钝化发射极背场点接触(PERC)、PERL、钝化发射极和背面全扩散(PERT)等电池。另一方面则是开发既能够实现优异的表面钝化,同时又无需开孔便可分离与输运载流子的新型载流子选择性钝化接触技术,如SHJ电池、TOPCon电池等。此外,采用交叉指式背接触技术与其他电池结构结合则是最大限度提高光利用率的必然选择,包括IBC电池和HBC电池。本文介绍了当前国际上转化效率达到或超过25%的典型高效单晶硅太阳电池,分别对其器件结构、核心工艺、关键材料等进行了分析,在总结这些高效单晶硅太阳电池各自特点的基础上对该领域的发展前景进行了展望。

关键词：单晶硅太阳电池减反技术新型钝化材料载流子选择性钝化接触交叉指式背接触

类桑拿法制备的周期性结构Mo金属催化电极及其在电解水制氢中的应用

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物理学报 2016年第4期65卷 349-356页

作者：贺瑞霞刘伯飞梁俊辉高海波王宁张奇星张德坤魏长春许盛之王广才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

采用类桑拿法制备了聚苯乙烯微球模板,结合双层Mo金属结构,获得了具有周期性结构的Mo金属催化电极.通过控制氧气对聚苯乙烯球的刻蚀时间,可有效调制Mo金属催化电极的横、纵向尺寸,从而获得不同的衬底比表面积.通过原子力显微镜表面形貌... 详细信息

采用类桑拿法制备了聚苯乙烯微球模板,结合双层Mo金属结构,获得了具有周期性结构的Mo金属催化电极.通过控制氧气对聚苯乙烯球的刻蚀时间,可有效调制Mo金属催化电极的横、纵向尺寸,从而获得不同的衬底比表面积.通过原子力显微镜表面形貌测试、电化学线性扫描、塔菲尔测试以及阻抗谱分析表明:增大刻蚀时间可有效提高Mo金属催化电极的表面粗糙度和比表面积,进而降低电荷传输电阻和塔菲尔斜率,促进催化电极/电解液界面处析氢反应的进行.采用类桑拿法和双层Mo金属结构制备周期性结构的方法简单,可大面积化,同时低温磁控溅射法制备的Mo金属催化电极成本低廉,温度兼容多种太阳电池器件,具有形成高效一体化光水解制氢器件的潜力.

关键词：催化剂聚苯乙烯微球钼金属电极制氢