PEDOT∶PSS掺杂对聚合物太阳电池性能的影响

分别用不同体积分数的二甲基亚砜(DMSO)和丙三醇溶液作为掺杂剂优化PEDOT∶ PSS薄膜,并对DMSO和丙三醇掺杂PEDOT∶ PSS薄膜的影响进行了研究.此外,还对优化处理过的薄膜分别作为阳极修饰层的聚合物太阳电池进行对比.结果表明,掺杂过的PEDOT∶ PSS薄膜的电导率得到了很大提高.PEDOT∶ PSS薄膜的光学性质和表面粗糙度变化等表明DMSO掺杂的PEDOT∶ PSS薄膜电导率的提高是因为PEDOT∶ PSS相分离变小,使得两相区势垒降低;而丙三醇掺杂的PEDOT∶ PSS薄膜电导率的提高是因为PEDOT∶ PSS链结构的变化.器件的能量转换效率都是在掺杂3; DMSO和3;丙三醇时获得,分别为3.79;和2.70;,比未掺杂的电池分别提高了5.65倍和4.02倍.     

吸收层成份比例对CIGS太阳电池性能的影响

本文利用传统的共蒸发三步法制备了CIGS薄膜及电池器件,通过X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电镜(SEM)、Hall测试仪、太阳光模拟器I-V曲线测试等方法,研究了Cu和Ga元素比例的不同对电池二极管特性及效率的影响,获得了Cu/(In+ Ga)比值为0.89～0.93、Ga/(In+ Ga)比值为0.29～ 0.33是制备高效电池的理想范围的结论,并分析了偏离理想成份范围的电池性能下降的原因.最后通过工艺优化,制备出理想成份范围内的高质量CIGS薄膜,获得了15.27;的高转换效率电池.     

MEH-PPV/ZnO-QDs聚合物太阳电池光伏性能研究

采用聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)对苯乙撑](MEH-PPV)以及ZnO量子点(ZnO-QDs)制备了共混的聚合物太阳电池.利用稳态电流-电压测试,结合荧光光谱,研究了ZnO-QDs的含量对电池性能的影响.实验发现电池的性能与ZnO-QDs的含量有密切的关系.随着ZnO-QDs含量的增加,电池的开路电压因为并联电阻的增加而减小,而短路电流呈现先增加后减小的趋势,这是由于ZnO-QDs含量的增加会对电流产生两个相互竞争的影响,一方面,增加的界面面积会提高短路电流,另一方面,团聚现象逐渐严重以及串联电阻的增加会降低短路电流.光伏性能最优化电池的Zno-QD含量是88wt;,此时薄膜厚度约240 nm,在15.8 mW/cm2光照射下的光电转换效率达到0.24;.     

退火处理对CdZnTe晶体光电性能的影响

研究了生长态CdZnTe晶体在经历了不同温度和时间的Cd/Zn和Te气氛退火后,其光电性能的变化规律.研究表明,在Cd/Zn气氛下退火180 h后,CdZnTe晶体中直径在5μm以上的Te夹杂的密度减小了1个数量级,晶体的体电阻率由1010 Ω·cm减小至～107 Ω· cm.同时发现,Cd/Zn源区的温度决定了退火后晶体在500～4000cm-1范围内红外透过率曲线的平直状态,这可能与晶体中的Cd间隙缺陷浓度相关,而与晶体中的载流子浓度和夹杂/沉淀相状态无关.在Te气氛下退火时,发现晶体的红外透过率的平直状态与晶体电阻率的对数lg(ρ)呈近似线性关系,同样可归因于退火过程中Cd间隙缺陷的浓度变化.     

溅射时间对室温沉积ITO薄膜光电性能的影响

利用对靶磁控溅射方法在尺寸为6 cm×6 cm有机玻璃衬底上室温沉积ITO透明导电氧化物薄膜,重点研究了沉积时间对于ITO薄膜导电性、可见光透光性以及红外发射特性的影响.结果发现随溅射时间延长,薄膜厚度呈线性增加;XRD分析显示薄膜逐渐由非晶结构转变为(400)与(440)取向的多晶结构;薄膜导电性能提高,电阻率整体迅速下降,在溅射时间为60 min时达到最小为2.1×10-4Ω·cm,载流子浓度达到最高值为1.2×1021 cm-3,同时薄膜红外发射率最低可达0.17;薄膜可见光透光率逐渐下降,并且在紫外光区域出现一定红移.     

太阳电池窗口层材料Sc掺杂ZnO薄膜的抗腐蚀性研究

用于太阳电池窗口层的材料必须具有好的耐蚀性.利用射频磁控溅射的方法分别在300℃、350℃、400℃、450℃的沉积温度下制备透明导电Sc掺杂ZnO薄膜(SZO).用X射线衍射仪对样品的结构进行表征.结果表明,所有SZO薄膜均为六角纤锌矿结构,在(002)衍射峰位上相对于纯ZnO粉末有微小的偏移.用动电位扫描极化曲线和交流阻抗谱表征SZO薄膜的耐腐蚀性能,研究结果表明随沉积温度的升高,SZO薄膜的耐腐蚀性增强.在可见光范围内SZO薄膜透过率达85;以上,经3.5;的NaCl溶液腐蚀24h后薄膜透过率仍在80;以上.     

同质缓冲层对氧化铟锡薄膜特性的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出了具有不同厚度ITO同质缓冲层的ITO薄膜.利用X射线衍射、半导体特性测试仪、紫外-可见光分光光度计等测试了薄膜的特性.结果表明:与单层ITO薄膜相比,具有厚度16nm ITO同质缓冲层的ITO薄膜的电阻率下降了30;,薄膜的电阻率达到2.65×10-4 Ω·cm,可见光范围内的平均透过率为91.5;.     

基于P3HT∶PCBM聚合物太阳电池阳极减反膜的设计与制备

以薄膜光学的相关理论、太阳辐射的能量分布与P3HT的吸收光谱为理论基础,设计出在400 ～ 1100 nm范围的超宽带减反膜系,并利用真空电子束蒸发的方法在玻璃基底上蒸镀减反膜,将玻璃基底在400 ～ 1100 nm波段的透过率提高了3; ～5;,光子通量增加了3;.接着,将减反膜应用到以P3HT和PCBM为本体异质结的聚合物太阳电池的阳极上,得到了具有阳极减反膜的聚合物太阳电池.经过对比测试分析,具有阳极减反膜的太阳电池效率比普通电池提高了3.23;,与光子通量提高值较为符合,这一结论为聚合物太阳电池效率的进一步提高提供了一个可行的方法.     

退火温度对ITO薄膜微结构和光电特性的影响

用直流磁控溅射法制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜.制备出的薄膜在大气环境下退火,退火温度分别为100℃、200℃、300℃和400℃,保温时间为1h.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见光分光光度计和四探针测试仪等测试手段分别对薄膜的微结构、化学组分和光电特性进行了测试分析.分析结果表明:Sn元素已经溶入In2O3晶格中形成了固溶体.退火温度的升高,有助于提高ITO薄膜中Sn原子氧化程度,从而提高了薄膜在可见光范围内的透射率.退火温度为200℃时ITO薄膜的性能指数最高,为4.56×10-3 Ω-1.     

聚合物太阳电池ITO电极的光刻制备

使用光刻的方法进行ITO电极的制作,可制得精细的电极结构,本文重点阐述了使用光刻制备ITO电极的方法,包括表面清洗、曝光参量、显影条件、腐蚀工艺等,其中较为理想的ITO光刻工艺为:50 s曝光时间、30 s显影时间、20 s化学腐蚀时间。并用对腐蚀工艺条件进行了理论分析,并使用光学相干断层扫描(OCT)技术对制备的电极进行了测量。     

ITO/BZO复合薄膜制备及在非晶硅薄膜太阳能电池的应用

采用低压化学气相沉积(LPCVD)法在沉积ITO薄膜的玻璃衬底上制备了硼掺杂氧化锌(BZO)薄膜,研究了ITO缓冲层对ITO/BZO复合薄膜表观形貌、导电性能和光学性能的影响;并研究了ITO/BZO薄膜在非晶硅薄膜太阳能电池的应用.结果表明,以ITO作为缓冲层来沉积BZO薄膜,有利于BZO晶粒尺寸的长大,并可以显著提高BZO薄膜的导电能力.ITO/BZO复合薄膜具有相对较高的导电能力和光学透光率,应用在非晶硅薄膜太阳能电池时转化效率提高0.20;.     

ITO电极的湿膜光刻与干膜光刻制备研究

聚合物太阳电池的制备中,阳极ITO的制备是决定器件效率的重要工艺之一.本文主要对ITO电极的湿膜光刻和干膜光刻制备方法进行了比较,并用光学相干断层扫描(OCT)技术等方法对制备的电极进行了检测,结果表明湿膜光刻可以获得较为精细的电极结构.     

Efficiency Enhancement of Polymer Solar Cells with Three-Component Active Layer

The photvoltaic performance of polymer solar cell (PSC) with a three-component active layer was studied. The incorporation of 4-cyano-4’-octylbiphenyl (8CB) as an additive to a P3HT [poly(3-hexylthiophene)]:PC₆₁BM [[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester] blend film led to a higher absorbance, larger crystal size, closer packing of P3HT, and hence enhanced hole mobility. The power conversion efficiency of the PSC with the three-component active layer (P3HT: PC₆₁BM:8CB blend film) was improved by over 30% compared to that of the reference device without 8CB, due to an enhancement in all parameters such as short circuit current, open circuit voltage and fill factor.     

用于HIT太阳能电池的ITO薄膜制备与性能研究

采用中频脉冲磁控溅射工艺制备ITO薄膜,研究了衬底温度和溅射功率对薄膜性能的影响.通过对二者的优化,获得了方阻为2.99Ω/□,电阻率为1.76×10-4Ω·cm,可见光波段(400～800 nm)平均透过率为82.3;的ITO薄膜.将优化后的薄膜用于电池上,制出了转化效率为14.04;的HIT太阳能电池.     

染料敏化太阳电池工艺参数的优化

染料敏化纳晶TiO2薄膜太阳电池的性能受TiO2浆料组成、薄膜厚度、烧结工艺、染料浸渍时间、导电玻璃类型以及电极处理工艺等因素影响是很明显的.通过对上述各工艺参数的研究,探讨了它们对电池性能的影响规律,获得了最佳的工艺参数组合.     

背电极面积优化对非晶硅太阳能电池的影响

光伏发电技术中,非晶硅薄膜太阳能电池由于其高透光性、弱光发电、价格低廉等优势被广泛使用.在工业化量产中通过背电极面积优化以提高非晶硅薄膜太阳能电池发电效率等性能的研究还未见报道.本文以蓬安金石光电科技有限公司的5020-9型电池为研究对象,探讨了在PECVD镀膜工艺和背电极丝网印刷方式下背电极设计对非晶硅太阳能电池性能的影响.结果 表明,在限定外形尺寸为50 mm×20 mm且必须为9结(PIN结)串联的条件下,背电极优化后的电池表现出较好的光电转化性能,其短路电流、开路电压、最大功率、填充因子平均值分别为7.13 mA、7.04 V、12.41 mW、25.36;.相比于原设计方案,短路电流在原基础上提高约47;,良品率提高约58;.本文还指出集成型电池背电极设计的基本原则:尽量保证各单结背电极面积相等,以提高整体电流匹配程度;优化激光蚀刻线相对位置提高活性区面积.     

晶体硅太阳能电池绒面的反应离子刻蚀制备研究

以SF6和O2为反应气体,采用反应离子刻蚀(RIE)技术,在单晶硅衬底表面制备了锥型绒面结构,系统地研究了关键刻蚀条件对RIE晶硅表面制绒的影响.结果表明,随着反应气压增大,晶体硅表面锥型结构呈现分布均匀和高度增加的趋势,但过高气压下锥型微结构向脊型转变直至消失.在反应气体中掺入CH4,晶体硅表面锥型结构高度增加,表面平均反射率下降到5.63;.该结果可解释为:气压增大导致的F原子刻蚀的增强有利于锥体结构高度增加,小尺寸的SiOyFx聚合物掩模的完全刻蚀使锥型结构的尺寸逐渐均匀,而过高的气压下,掩模及晶体硅的过量刻蚀导致微结构只剩锥体底部的脊型凸起.CH4掺入导致CHx聚合物的掩模和粒子轰击效应均有增强,更有利于高纵横比锥型微结构的形成.     

单质靶溅射制备CZTS薄膜及太阳电池

采用单质靶磁控溅射制备Cu2ZnSnS4 (CZTS)薄膜,研究了薄膜的元素组分、升温速率、硫化温度对薄膜表面平整性以及晶粒尺寸的影响.通过SEM与AFM表征薄膜的表面形貌与表面粗糙度,用EDS检测薄膜的元素组分.所制备的样品的Cu/(Zn+ Sn)、Zn/Sn处于最优范围.通过XRD及Raman检测薄膜的结晶情况以及薄膜中的二次相,经上述测试分析判定CZTS薄膜品质良好.最终制备出以CZTS为吸收层的薄膜太阳电池,并用Ⅰ～V特性检验了CZTS电池性能参数,得到效率为0.83;的CZTS薄膜太阳电池,并通过改进硫化退火工艺将效率提高至1.58;.     

Enhanced Chemical Stability of ZnO Electrode for Dye-Sensitized Solar Cells with Ru Dyes Containing Limited Acidic Anchor Group

Two new Ruthenium-based dyes with carbazole groups (Ru-DiCz) or triphenyl amine groups (Ru-DiTPA) as donor moieties of a ligand were studied for ZnO-based dye-sensitized solar cells. Strong electron-rich donor moieties in both dyes induced a high molar extinction coefficient, thereby enhancing the overall power conversion efficiency through high J_SC value. With limited acidic carboxyl anchor groups on the new Ru-dyes, the solar cells showed superior stability without aggregation of ZnO nanoparticles for a long-term immersion compared with a reference N3 sensitizer.