Regulation of Zn/Sn ratio in kesterite absorbers to boost 10% efficiency of Cu_2ZnSn(S,Se)_4 solar cells

The Zn/Sn ratio in Cu_2ZnSn(S,Se)_4(CZTSSe)films has been regulated to control the composition-related phase,defect,and photoelectric properties for high performance kesterite solar cells.It is found that the increase in the Zn/Sn ratio can slightly narrow the energy band gap to extend the light absorption range and improve the photocurrent.Optimal Zn/Sn ratio of 1.39 in CZTSSe film is obtained with the least secondary phase,the lowest defect density,and the longest charge recombination lifetime.Up to 10.1%photoelectric conversion efficiency has been achieved by this composition regulation.     

NaCl对烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂水溶液性质的影响

采用旋滴法测定了烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia水溶液与正庚烷的界面张力,用超微电极循环伏安法测定了水溶液中Ia的胶束扩散系数.结果发现,NaCl的加入能够使界面张力降低2倍左右,使Ia的胶束扩散系数变大;Ia浓度增大,胶束扩散系数变小,而NaCl浓度增大,胶束扩散系数变大.这些变化说明NaCI的加入使得Ia胶束大小发生了变化.这是由于NaCl的加入降低了Ia离子头基之间的静电斥力,使得Ia分子排列更加紧密,更有效降低了油水的界面张力,使胶束形状变小;同时胶束表面电荷得到中和,胶束的静电斥力相应减小,胶束流动性相应增加,从而表现出较大的胶柬扩散系数.     

钙钛矿太阳能电池中S形伏安特性研究

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.     

两步互扩散法制备高性能CsPbCl3薄膜紫外光电探测器

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,CsPbCl₃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CsPbCl₃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CsPbCl₃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CsPbCl₃薄膜紫外光电探测器奠定了基础。     

铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池一价金属替位的研究进展

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(V_OC)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(Cu_Zn)与锌锡替位(Sn_Zn)缺陷又是影响带尾态的关键因素, 因此, 减少Cu_Zn和Sn_Zn缺陷有助于提升V_OC. 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.     

原油空气氧化前后多环芳烃组分的气相色谱-质谱分析

采用柱层析法对空气氧化前后的原油进行族组分分离,利用气相色谱-质谱(GC-MS)分离测定其芳香烃组分,分析多环芳烃组分的变化.结果表明,随着氧化过程的进行,烷基化多环芳烃占多环芳烃的含量从氧化前的71.5%增加到92.0%(175℃)和90.2%(225℃).轻质组分萘和菲的优势逐渐被重质组分艹屈取代.侧链少的多环芳烃比侧链多的更易氧化.氧化后,其他稠环化合物蒽、萤蒽、芘、苯并蒽含量降低,苯并萤蒽含量增加;苯并芘在175℃氧化后含量降低,而在225℃氧化后含量增加.与此同时,175℃氧化后生成了原油所不含有的三芳甾烃、联苯和苯并呋喃.