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沉积时间对Zn(O,S)薄膜性能及Cu2ZnSnSe4薄膜电池的影响

刘晓茹 , 李建军 , 刘玮 , 刘芳芳 , 敖建平 , 孙云 , 周志强 , 张毅

无镉材料Zn(O,S)因其带隙宽且可调节、无毒无害等优点被作为缓冲层材料重点研究,通过化学水浴法制备Zn(O,S)薄膜,研究了沉积时间的不同(20~35 min)对Zn(O,S)薄膜的成分、结构特性、光学性能及形貌的影响.通过XRD测试可知,水浴法制备的Zn(O,S)薄膜为非晶态.通过透反射谱测试可知,薄膜的光学透过率较高(>80%).通过表面形貌测试可知,30 min时Zn(O,S)薄膜为致密均匀的小颗粒.将Zn(O,S)薄膜应用在CZTSe电池中,在30 min时获得较高器件转换效率5.37%.

关键词: 无镉缓冲层 , 化学水浴法 , Zn(O,S) , CZTSe薄膜电池 , 沉积时间

多晶Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池光强特性的研究

刘芳芳 , 孙云 , 张力 , 李长健 , 乔在祥 , 何青 , 王赫

人工晶体学报

本文系统研究了Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池在入射光强为10～100 mW/cm2范围内的性能参数.结果表明,随光强的减弱,CIGS电池的转换效率、填充因子、短路电流密度和开路电压等性能参数逐步衰减;电池参数与光强的依赖关系可明显划分为两个阶段:光强高于75 mW/cm2时,电池性能变化不大;当光强低于70 mW/cm2时,电池性能衰减明显.这是由于随着光强的降低,RS(串联电阻)值和RSH(并联电阻)值都在升高.其中,RSH值的增大使得CIGS电池的弱光特性变好,但较小的RSH值并不能弥补RS所导致电池性能的衰退.最后,发现高Ga含量的CIGS薄膜电池(8.7%)比低Ga含量(6.9%)的电池弱光特性好.

关键词: CIGS薄膜 , 太阳电池 , 光强特性 , 弱光特性

Ga源温度对共蒸发三步法制备Cu(In,Ga)Se2太阳电池的影响

刘芳芳 , 何青 , 周志强 , 孙云

人工晶体学报

利用共蒸发三步法制备了Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜,并通过调整制备工艺中的一、三步的金属镓(Ga)的温度,改变Ga含量的梯度分布,研究不同梯度分布对CIGS薄膜及电池性能的影响.从而优化了电池带隙梯度分布,使电池的开路电压Voc在提高的同时,最大程度的减小了Jsc的损失.优化后薄膜表面的结晶情况得到改善,电池的结界面和二极管特性也得到相应的提高.量子效率测试发现,优化后的CIGS太阳电池在较长波段中(520～1100nm)的光子吸收损失大大减小.

关键词: CIGS薄膜 , 太阳电池 , Ga梯度分布 , 二极管特性

泡沫镍裂纹形成机理及防止方法的研究

刘芳芳 , 邓继林

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2006.04.006

研究了泡沫镍生产中镀层硫含量对泡沫镍性能的影响以及电镀工艺参数对镀层硫含量的影响.实验结果表明:镀层中硫的存在是导致镀层变脆产生裂纹的根本原因;电镀液中糖精的质量浓度≤0.1 g/L是防止泡沫镍产生裂纹的安全糖精浓度范围;改变烟囱的抽力也是防止裂纹的辅助手段.

关键词: 泡沫镍 , 裂纹 , 硫含量

泡沫镍生产中电镀液净化工艺

邓继林 , 刘芳芳

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2006.05.004

研究了泡沫镍生产中时间、温度、pH及活性炭用量对电镀液净化工艺中吸附平衡时COD的影响.实验结果表明:只需1 h活性炭对有机物的吸附就可达到平衡;温度升高,有机物脱除率下降;pH为2时,吸附效果最好;活性炭添加量为10～25/L时,去除效果最佳.在最佳实验条件下,可以使电镀液中有机物杂质的脱除率达70%以上.

关键词: 泡沫镍 , 电镀液 , 净化 , 活性炭 , COD吸附 , 脱除率

Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池二极管特性的研究

刘芳芳 , 孙云 , 张力 , 何青 , 李长健

人工晶体学报

本文采用线性拟合光态和暗态J-V(电流-电压)曲线的方法计算了不同效率的Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池的二极管性能参数.在一定范围内,CIGS薄膜电池的二极管品质因子A和反向饱和电流J0值越小,电池的转换效率越高,这说明CIGS电池的复合主要发生在PN结区内.量子效率分析表明,不同效率的CIGS电池在短波区(λ<520 nm)的光谱响应相差不大,而在长波区(520～1100 nm),低效率电池存在很大的吸收,这是由低质量的CIGS吸收层造成的.这进一步验证了光-暗态J-V曲线的分析结果,即高质量的吸收层是制备CIGS电池的关键.

关键词: Cu(In,Ga)Se2 , 太阳电池 , 品质因子 , 反向饱和电流 , 二极管特性

聚丙烯塑料表面低温碱性化学镀Ni-P合金

赵文 , 张欢 , 刘芳芳 , 魏自创 , 张红强 , 戴亚堂

材料保护

为了克服塑料表面酸性高温化学镀Ni-P合金工艺的局限性，研究了中低温碱性镀液中聚丙烯（PP）塑料表面化学镀Ni-P合金的工艺。采用扫描电镜（SEM）表征了镀层的表面形貌，用能谱（EDS）分析了镀层成分，用X射线衍射研究了镀层的相结构。结果表明，最佳工艺配方及参数：基材在350g／L CrO3，200mL／L 98％ H2SO4中于75℃下粗化30min；再在含15g／L NiSO4·7H2O，30g／L NH4Cl，30g／L NaH2PO2，10g／L柠檬酸钠，5mg／L1，4-丁炔二醇，pH=9．2的镀液中于32℃下施镀30min。最优工艺条件下所得镀层为非晶态结构的Ni-P合金层，其中P的质量分数为9．28％；镀层表面均匀光亮，与基体结合牢固，耐蚀性较好。

关键词: 化学镀Ni—P合金 , 聚丙烯塑料 , 镀层成分 , 相结构 , 性能

不同染料吸附状态下染料敏化太阳能电池电化学阻抗谱研究

汪禹汛 , 王智 , 唐笑 , 刘芳芳

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.19.014

研究了 TiO2表面染料的吸附状态不同时，染料敏化太阳能电池(DSC)的光电转换性能，并采用电化学交流阻抗技术(EIS)考察了不同染料吸附状态下DSC中的电子界面复合效应。结果表明，在非饱和吸附染料状态下，通过调整 TiO2薄膜表面染料分子吸附量，可以降低界面电荷复合效应，使电子在 TiO2薄膜的传输过程中寿命增加，从而提高DSC的填充因子。

关键词: 染料 , 吸附状态 , 复合效应 , 电子寿命 , 太阳能电池

孪生对靶直流磁控溅射制备ZnO:Al薄膜及其特性研究

李微 , 孙云 , 何青 , 刘芳芳 , 李凤岩

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.021

本文以ZnO:Al(ZAO)陶瓷为靶材,采用孪生对靶直流磁控溅射工艺在玻璃衬底上制备出高质量的铝掺杂氧化锌透明导电膜,研究了该薄膜的结构、光电及力学特性.采用孪生对靶制备ZAO薄膜可使样品避开等离子体直接轰击,减少基底薄膜的损伤.制备的薄膜具有结晶程度高、电阻率低、迁移率高等优点.ZAO薄膜的最低电阻率达到了4.47×10-4Ω·cm,在可见光区的平均透过率达到85%以上,非常适合做为铜铟硒(CIS)薄膜太阳电池窗口层.

关键词: 孪生对靶 , 磁控溅射 , ZnO:Al