太阳电池发展现状与我国阳光发电规划

介绍了我国及其他一些国家太阳电池的发展情况,列举了单晶硅、多晶硅、砷化镓、磷化铟及铜铟硒等半导体材料制备的太阳电池的结构、性能指标及产量价格等数据,也报道了我国太阳电池的研制彻头彻尾主近年生产、应用规划,此外还概述了太阳的发展远景。     

薄膜太阳电池的研究进展

介绍了薄膜太阳电池在光伏技术中的位置,详细叙述了非晶硅,铜铟锡,碲化镉等主要薄膜太阳电池的基本结构,制造方法,研究进展和现状,指出了存在的关键问题和解决的途径,并介绍了薄膜太阳电池的发展趋势和应用前景。     

VHF-PECVD法制备氢化硅薄膜及单结电池

利用VHF-PECVD分解硅烷和氢气的混合气体来制备本征微晶硅薄膜.运用拉曼散射和X射线衍射研究了不同硅烷浓度对薄膜的影响.随着硅烷浓度的增加,沉积速率和光敏性增加而晶化率下降.将优化的本征材料应用到pin电池中,得到本征层厚度约为1μm的微晶电池,效率达5.87;.     

基于侧链不对称喹喔啉聚合物的高效非富勒烯太阳电池

喹喔啉衍生物由于合成简单,易功能化,成本较低等特点在众多领域都有广泛应用。其自身具有平面刚性结构,也是构建光电聚合物的重要单体。基于喹喔啉单元的有机分子化学结构和电子结构可修饰性强,通过骨架、侧链和取代基等修饰,易于调控分子的能级和吸光光谱,因此,当使用喹喔啉体系的共轭给体与球形富勒烯受体(如PCBM)及弱结晶性非富勒烯受体(如ITIC)均可表现出优异的光伏性能。在本工作中,基于结晶性较强的非富勒烯受体(o-IDTBR),我们首次制备出侧链不对称喹喔啉(简称：不对称喹喔啉)基聚合物(TPQ-1)与之匹配。相比于侧链对称性喹喔啉(简称：对称喹喔啉)(HFQx-T)与o-IDTBR组合,“弱结晶给体-强结晶受体”组合能表现出更佳均匀的相分离尺度,从而获得更高的短路电流及能量转换效率。TPQ-1与o-IDTBR共混后器件效率为8.6%,加入15%的TB7-Th后,器件效率达到9.6%。     

水醇溶性小分子卟啉衍生物的合成及其在聚合物太阳电池中的应用

设计合成了Por-N, Por-NBr, Por-Cu-N和Por-Cu-NBr四种水醇溶性小分子卟啉衍生物. 对这类卟啉小分子衍生物的紫外可见吸收光谱研究表明, 基于金属铜配位的卟啉小分子衍生物较未配位化合物有微弱的蓝移. 循环伏安法对这类小分子卟啉衍生物的研究表明, 基于金属铜配合物的卟啉衍生物的最高占有分子轨道能级均没有明显变化. 采用空间电荷限制电流方法对小分子卟啉衍生物的研究表明, 基于金属铜配位的卟啉小分子衍生物的电子迁移率得到明显提高. 以聚合物PCE10为给体材料, 富勒烯衍生物PC₇₁BM为受体材料, 以及合成的小分子卟啉衍生物为阴极界面层制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PCE10:PC₇₁BM/卟啉小分子衍生物/Al的聚合物太阳电池器件. 器件研究结果表明, 化合物Por-NBr, Por-Cu-N与Por-Cu-NBr作为电子传输层的器件的光电转换效率达到9%以上, 其中以Por-Cu-N作为阴极界面层的器件达到的最高效率为9.12%, 相应器件的短路电流密度, 开路电压以及填充因子分别为16.91 mA· cm^-2, 0.79 V和68.1%. 表明这类水醇溶性小分子卟啉衍生物作为聚合物太阳电池的阴极界面层有着广阔的应用前景.     

Sb2S3纳米粒子修饰ZnO纳米片微纳分级结构的光电化学性能

采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子制备出了Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明, Sb₂S₃/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构.在Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb₂S₃/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中, P3HT/Sb₂S₃/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%.     

四元化合物半导体Cu2ZnSnS4:结构、制备、应用及前景

四元化合物半导体铜锌锡硫(Cu₂ ZnSnS₄,CZTS)由于其四种组成元素在地壳中丰度非常高且安全无毒,因而成本低廉。CZTS作为直接带隙半导体材料,其吸收光谱与太阳辐射光谱匹配性好、光吸收系数高,具有结构与性质可调可控、光电性能优异等优势,是发展绿色、低成本、高效率和稳定薄膜太阳电池的理想核心材料。近年来,国内外研究者对CZTS的结构与性质、制备工艺、应用尤其是通过结构、成分的调控提高其光电转换效率等方面进行了广泛的研究和探讨。本文对CZTS的结构演变、制备工艺、光电性质与应用等进行综述,重点分析了晶体结构、缺陷、表面与界面、合金化等因素对其光伏性能的影响。同时,对CZTS作为新型能量转换材料在光催化和热电等领域的应用进行了探讨。最后对CZTS目前存在的挑战和今后的研究重点进行总结并展望了将来可能的突破方向。     

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;.     

纳米级包覆层厚度对染料敏化太阳电池中电子注入效率和电子寿命的影响

选取氧化钐作为包覆材料, 采用浸渍法对已烧结好的纳米TiO₂多孔薄膜电极进行修饰, 并将其应用于染料敏化太阳电池中, 研究了纳米级氧化钐包覆层厚度及均匀性对染料敏化太阳电池中电子注入效率和电子复合过程的影响和作用机制. 结果表明, 包覆层厚度对电子注入效率和电子复合具有明显影响, 且电子注入效率和电子寿命随包覆层厚度的增加而呈现相反的变化趋势, 包覆层厚度在0.4 nm以内, 电池性能最好.