一种用于制冷的新型太阳能电池——CdS／CdTe

CdS/CdTe多晶薄膜电池是一种利用CdS的优良窗口效应和CdTe良好的光电转换而做成的一种层叠的异质结薄膜太阳电池，是适用于制冷、新型、高效率、低成本的太阳能电池，具有低缺陷、能隙大、稳定性好的特点，并且制作工艺简单、经济，易于大面积沉积，而且还具有环保价值。综述了CdS/CdTe多晶薄膜太阳能电池的特性及它的发展，同时还归纳了一些适应大面积和低成本的生产工艺。     

CdCl_2热处理对CdS/CdTe界面扩散和界面反应的影响研究

采用在CdTe薄膜太阳能电池结构Glass/FTO/CdS/CdTe基础上制备的Glass/FTO/CdS/CdTe/CdS体系,通过XRD,SEM,Raman,XPS研究了不同温度CdCl2空气热处理对CdS/CdTe界面互扩散、界面反应和重结晶过程的影响.研究表明,样品的表面形貌在不同温度热处理后有剧烈的差异,经300～350℃热处理后,CdS晶粒从室温时的20nm迅速增大至70nm左右,这与CdS从立方相到六方相的相变温度符合.CdS/CdTe界面在350℃左右就开始比较明显地互扩散,550℃时界面已生成具有六方纤锌矿结构的CdS0.85Te0.15.CdS因与CdTe的相互扩散并生成CdSxTe1-x而被迅速消耗.450℃以上CdS/CdTe界面部分被氧化生成CdTeO3.拉曼光谱中CdS的1LO峰在350℃左右由强变弱同时向低波数移动表明开始生成CdSxTe1-x.光电子能谱验证了CdSxTe1-x和CdTeO3在热处理过程中的形成.CdCl2防止了界面的氧化和促进了CdS/CdTe界面扩散以及CdSxTe1-x的生成.     

水相逐步法制备CdTe/CdS/ZnS量子点及其表征

本文通过三步法水相制备出高荧光的CdTe/CdS/ZnS量子点,并通过荧光,紫外光谱,TEM和XRD对其进行表征。     

串联电阻对CdS/CdTe太阳电池稳定性的影响

在温度循环下对CdS／CdTe太阳电池的性能作了研究，测定了其I-V特性曲线，计算了串联电阻和并联电阻．结果表明：经温度循环后，串联电阻增加，并联电阻下降，导致转换效率下降，用ZnTe作背接触层可改善电池性能和其稳定性．     

稳定的生物相容的水溶性CdTe/CdS量子点的合成

巯基乙酸（TGA）是一种普遍的,用于水溶性量子点合成的带帽试剂,而二氢硫辛酸（DHLA）则很少有研究。在这里我们提出了一种利用DHLA合成水溶性CdTe/CdS量子点的具体方法。外壳CdS和DHLA稳定剂在纳米晶里不但提供了有效的电子束缚和空穴波作用而且提高了光化学稳定性。这是量子点在生物标记和医学诊断中很重要的性质。     

退火对大面积CdTe多晶薄膜薄膜的影响

对近空间升华法制备的大面积(30×40 cm~2)CdTe多晶薄膜用不同方法进行退火处理,用XRD、C～V、I～V等研究了退火条件,退火方式对薄膜结构和器件性能的影响.结果表明:刚沉积的CdTe多晶薄膜呈立方相,沿着(111)方向择优取,向而退火后(111)(220)(311)等峰都有不同程度的增加.在纯氧气氛下,400℃退火还出现了新峰.随着退火温度的增加,电导激活能降低.经过连续退火装置在400℃下退火30分钟的电池,1/C~2和V成线性关系,具有较高的掺杂浓度、较理想的二极管因子和较高的转换效率.     

退火对大面积CdTe多晶薄膜薄膜的影响

对近空间升华法制备的大面积（30*40cm2）CdTe多晶薄膜用不同方法进行退火处理,用XRD、C～V、I～V等研究了退火条件,退火方式对薄膜结构和器件性能的影响。结果表明：刚沉积的CdTe多晶薄膜呈立方相,沿着（111）方向择优取向而退火后（111）（220）（311）等峰都有不同程度的增加。在纯氧气氛下,400℃退火还出现了新峰。随着退火温度的增加,电导激活能降低。经过连续退火装置在400℃下退火30分钟的电池,1/C2和V成线性关系,具有较高的掺杂浓度、较理想的二极管因子和较高的转换效率。     

CdCl2处理退火CdS多晶薄膜的电学性质研究

对CdS薄膜用不同浓度的CdCl     

CdTe/CdS量子点荧光探针测定痕量汞(Ⅱ)

在水溶液中合成巯基乙酸修饰的CdTe/CdS量子点(QDs),再基于Hg2+与CdTe/CdS量子点的荧光猝灭作用,建立用CdTe/CdS量子点作为荧光探针检测微量汞的新方法,并用该方法测定水中汞的含量。研究表明,pH值为6.24的磷酸缓冲溶液中,量子点浓度为3.75×10-4mol/L时,Hg2+离子浓度在2.3～150μg/L范围与CdTe/CdS量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.9985,检出限为0.87μg/L,回收率为99.0%～107.5%。该方法检测效果好,可用于实际样品分析。     

退火对CdS多晶薄膜电学性质的影响

对不同温度下退火的ＣｄＳ多晶薄膜测量了暗电导率σｄ和暗电导－温度关系,发现未退火ＣｄＳ的暗电导率为１０－５Ω－１ｃｍ－１,经退火后σｄ增加,在２００℃退火σｄ有极大值．退火后电导激活能Ｅａ减小     

退火对CdS薄膜和CdS纳米晶的电学与光学性质的影响

通过喷雾热解获得CdS薄膜,水热法合成CdS纳米晶,在氮气中做了退火处理,发现CdS膜的吸收边随退火温度升高而移动;经暗电阻与温度关系测试,发现CdS薄膜和纳米晶的激活能存在极小值,用载流子衰减时间的变化很好地解释了其缘由;室温喇曼谱中观察到CdS的两个特征峰.     

CdTe太阳能电池的制备及电子辐照对电池影响的研究

作者将用共蒸发法制备的ZnTe／ZnTe：Cu复合多晶薄膜作为背接触层，获得了转换效率为13．38％的CdTe多晶太阳能电池。用光强为100mW／cm^2的卤钨灯对电池光照7d后，发现性能无明显变化。该电池经能量为1．6MeV，辐照注量为10^13～10^15电子／cm^2的电子束辐照后，其性能有不同程度的下降，但经真空下150℃退火后，又恢复到接近辐照前的值。     

大面积CdS薄膜的沉积及其性质研究

采用化学水浴法(CBD)在30 cm x 40 cm TCO衬底上沉积了CdS多晶薄膜,研究了薄膜性质,并应用于太阳能光伏电池,制成了许多独立的小面积CdS/CdTe薄膜太阳电池.结果表明:刚沉积的CdS多晶薄膜性质具有较好的均匀性,适宜于制作大面积CdS/CdTe薄膜太阳电池组件.     

CdTe敏化太阳能电池电解质和对电极的改进

通过改进对电极和优化电解质,研究电解质和对电极对量子点敏化太阳能电池性能的影响,进一步提高Cd Te量子点敏化电池的效率。以Cu2S取代传统的Pt作对电极,能获得更好的催化特性,电池的填充因子和效率提高了近一倍。采用多硫电解质,优化S2-和S的量以及水醇比来提高电解质氧化还原的能力。采用改进的电解质和对电极,获得了效率为1.47%的Cd Te量子点敏化太阳能电池。     

掺杂石墨背接触层CdS/CdTe太阳电池的深能级瞬态谱

深能级中心能显著影响太阳电池性能.制作了以掺杂石墨为背接触层的CdS/CdTe薄膜太阳电池,用深能级瞬态谱研究了它们的深能级中心.共发现了6个深中心,确定了其中两个深中心的能级位置,分别是位于EC-0.223 eV的 E3和位于EV＋0.077 eV的H3.它们主要来源于Cd与Te的空位和间隙离子、O和Cl离子以及它们相互作用形成的复合体等.     

CdS／CdTe异质结太阳电池极限效率的计算

讨论了Cds／CdTe异质结的电流电压特性，研究了Cds／CdTe太阳电池在AMl．5太阳光谱辐射下的转换效率，给出了不计所有损失的理想极限情况下，其电池转换效率可达27％。同时讨论了考虑部分材料参数影响的条件下，实际CdS／CdTe太阳电池的转换效率，在所选定的参数下为23％，从近期实际制备的CdS／CdTe太阳电池的进展，以及较为合理的理论推论和分析来看，此效率将有可能达到。     

CdS/SiO2介孔组装体系、CdS薄膜及纳米晶的光吸收性质

通过溶胶 凝胶法获得块材CdS纳米颗粒/介孔SiO2组装体系样品,喷雾热解获得CdS薄膜,水热法合成CdS纳米晶,室温下的拉曼谱中观察到CdS的两个特征峰;在氮气中做了退火处理,发现CdS/SiO2介孔组装体系和CdS薄膜的吸收边随退火温度升高而移动,与XRD图谱中衍射峰宽化减弱相对应,其分别归属于量子尺寸效应和缺陷等的变化.     

多孔SiO2减反射薄膜的低温制备及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化前驱物正硅酸乙酯(TEOS)水解制备SiO2胶体.通过改变溶液浓度调节胶体粒子大小,旋涂低温制备不同折射率纳米多孔SiO2薄膜.使用激光粒度仪和透射电镜分析胶粒大小及分布,粒子分布均匀且在几十纳米范围;使用椭圆偏振仪、紫外/可见分光光度计、扫描电子显微镜表征减反射薄膜的光学性质和表面形貌,发现薄膜表面呈颗粒状且折射率较低,在400nm至800nm波段的透过率平均提高了4%.将溶胶涂在CdS/CdTe太阳电池基底背面,测试结果发现,使用减反射薄膜后电池吸收波段内量子效率(QE)提高,短路电流密度提高了4.45%;光电转换效率由11.50%提高到11.94%.     

制备CdTe多晶薄膜升温过程的研究

采用近空间升华沉积法CSS(Close space sublimation),在3种不同升温过程中沉积制备CdTe多晶薄膜,通过实验数据作出其升温曲线,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、微电流高阻计等方法对沉积膜的性能进行测试分析.研究了在CSS法中控制升温过程对CdTe生长沉积机制及其沉积质量的影响.结果表明升温过程对CdTe多晶薄膜的沉积过程有重要的影响.其中,以氢气刻蚀后拉开衬底与升华源之间的设定温差,并保持固定温差至设定温度的升温过程的沉积质量最佳.     

CdCl2处理退火CdS多晶薄膜的电学性质研究

对ＣｄＳ薄膜用不同浓度的ＣｄＣｌ２溶液处理后在不同温度下退火,发现其暗电导率σｄ和电导激活能Ｅａ随ＣｄＣｌ２溶液的浓度和退火温度的不同而不同,而且用ＣｄＣｌ２处理再退火的样品,暗电导率σｄ随温度Ｔ变化的关系（ｌｎσｄ１０００／Ｔ）为分段直线,对应于不同的Ｅａ．本文就上述结果进行了讨论,并用Ｃｌ－的扩散进行了解释．