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硅基铝掺杂氧化锌异质结太阳能电池的制备与性能研究

商世广 , 赵玲 , 贺永宁 , 杜慧敏 , 赵萍

人工晶体学报

本文以绒面处理的P型硅(111)为衬底,利用磁控溅射、蒸发镀膜和热氧化等技术制备Al/P(cryst-Si: H)/N(Al-Doped ZnO)/ITO结构的异质结太阳能电池,探讨ZnO薄膜的表面形貌、晶体结构以及衬底的可见光反射率等因素对其光电转化性能的影响.扫描电子显微镜分析显示,氧化锌薄膜是具有大量晶界的多孔隙结构.X 射线衍射测试表明,氧化锌薄膜为六方纤锌矿晶体结构.太阳能电池的I-V特性测试显示,在绒面处理的硅基上制备的ZnO异质结太阳能电池具有较好的光伏特性,开路电压VOC为328 mV,短路电流密度JSC 为5.83 mA/cm2,填充因子FF为0.602.

关键词: 太阳能电池 , 磁控溅射 , 异质结 , 光伏特性

铁酸锌纳米晶体的制备及表面光伏特性研究

曹锋 , 李新勇 , 曲振平 , 金虹 , 全燮 , 陈国华

功能材料

采用偶合的共沉淀法和水热法相结合的方法,制备出ZnFe2O4纳米晶体,并利用DRS、XRD、FTIR、TEM等技术对其结构和谱学特性进行了研究,并在其基础上利用表面光电压谱(SPS)深入探讨了所制样品的表面光伏特性,研究表明样品具有较窄的禁带宽度,晶型为正尖晶石型结构,大小均匀(7nm),无团聚,表面光伏特性研究显示ZnFe2O4纳米晶体具有明显的表面和量子限域效应,有一定的捕获电子能力,在外加电场下光伏响应变化明显,在正电场下有一个最佳响应值,而当负电场达到一定值时,外电场的光伏响应将占据主导地位.

关键词: 铁酸锌 , 纳米晶体 , 表面光电压谱 , 光伏特性

MEH-PPV薄膜及其与金属喹啉配合物共混薄膜光伏特性的研究

黄宗浩 , 康博南 , 张文 , 陈莉 , 阎尔云 , 辛毅

功能材料

研究了电子聚合物MEH-PPV及其与金属喹啉配合物BAlq共混薄膜的光伏特性.测试结果表明:(1)共混膜中MEH-PPV与BAlq发生了纳米级的相分离并形成互相渗透的结构,十分有利于光生激子离解为空穴和电子的过程及载流子在薄膜内的输运;(2)共混后的聚合物光伏器件的短路电流比共混前提高了200余倍.

关键词: MEH-PPV , 金属喹啉配合物 , 共混膜 , 光伏特性

阳极光电性能对聚合物太阳电池性能的影响

郭颖 , 刘桂林 , 朱华新 , 严慧敏 , 朱冰洁 , 李帅 , 于海民 , 李果华

人工晶体学报

为验证ITO的光电性能,以不同类型ITO作为光电阳极,采用旋涂与真空蒸镀的方法制备本体异质结聚合物太阳电池ITO/PEDOT∶ PSS/P3HT∶ PCBM/Al,研究了ITO表面形貌及光场分布对太阳电池光电性能的影响.结果表明,合适的ITO厚度及表面形貌能够在有效收集空穴的同时,提高光子透过率,保证有源层对光子的吸收.合适的ITO阳极厚度及表面形貌能够有效提高聚合物太阳电池的光伏性能,使得聚合物电池的效率从0.07%提升至1.30%.

关键词: 聚合物太阳电池 , ITO电极 , 透过率 , 光伏特性 , 表面形貌

ITO/PZT-Ag2O/Pt铁电薄膜的光伏特性

代智华 , 鲍育文 , 张婧娇 , 苏晓东 , 章灵军

材料研究学报

研究了在透明导电ITO玻璃衬底上制备PZT-Ag2O铁电薄膜的工艺条件,并测量和表征了在不同衬底温度下生长的薄膜的相结构、表面形貌、铁电性能和光电特性.结果表明:在ITO玻璃衬底上可制备出铁电性能较好的PZT-Ag2O铁电薄膜;ITO/PZT-Ag2O/Pt铁电器件实现了可见光响应,其短路光电流和开路电压随极化电压的变化呈回线关系;产生这一现象的物理机制为:光生短路电流和开路电压的大小取决于退极化场和界面肖特基势垒的综合作用,不同的外加极化电压在PZT薄膜诱导出强度不同的退极化场,从而使光生短路电流和开路电压与外加极化电压呈回线型关系.

关键词: 无机非金属材料 , pZT-Ag2O薄膜 , ITO玻璃衬底 , 电滞回线 , 光伏特性

TiO2包覆层结晶度对染料敏化太阳能电池性能的影响

王鸣 , 杜兆富 , 林玉芳 , 赵栋梁

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.04.005

二氧化钛(TiO2)纳米颗粒广泛应用于染料敏化太阳能电池的光阳极设计了一种以TiO2纳米颗粒包覆Ag纳米线阵列的异质结作为光阳极的新型结构的染料敏化太阳能电池.通过控制水热反应温度制备了两种具有不同结晶度的TiO2纳米颗粒包覆层,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)对包覆层的形貌和晶体结构进行了表征,通过I-V曲线和紫外光电子能谱(UPS)分析了TiO2包覆层的结晶度对电池性能的影响.结果表明:TiO2包覆层的结晶度对组装后的电池效率具有显著影响,TiO2结晶度较低的电池具有较高的开路电压(Voc),结晶度较高的电池具有较大的短路电流密度(Jsc).理论分析表明:电池开路电压的差异来源于TiO2包覆层结晶度不同导致的电子结构的变化;而短路电流密度的差异则是由光阳极表面积大小和电子从染料激发态向TiO2导带注入效率不同造成的.

关键词: 包覆结构 , TiO2纳米颗粒 , Ag纳米线阵列 , 结晶度 , 光伏特性

聚(2-甲氧基-5-十二烷氧基)对苯乙炔/ZnO纳米线混合膜的光伏特性

张小舟 , 蹇锡高 , 祖立武

高分子材料科学与工程

采用脱氯化氢的方法合成了聚(2-甲氧基-5-十二烷氧基)对苯乙炔(PMODOPV)。利用热蒸发法在铜基片上制备氧化锌纳米线,以此为负极直接旋涂聚合物溶液,制备结构为氧化铟锡(ITO)/聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)/PMODOPV/ZnO/Cu的光伏器件。考察了器件的光伏特性以及纳米线的加入对光伏器件的影响。研究发现,加入ZnO纳米线制备的器件具有高的开路电压和短路电流,在标准AM1.5太阳光模拟灯照射下(1000W/cm^2),器件的短路电流达到了5.37×10^-3A/cm^2,开路电压达到了1.01V,功率转换效率相应地达到了1.37%,其中功率转换效率与没有掺杂氧化锌纳米线的PMODOPV器件相比有明显提高。文中在氧化锌纳米线上旋涂PMODOPV获得活性层,从其膜表面的SEM图中可以看出,氧化锌纳米线类似网状的交织在聚合物的膜层中,纳米线与聚合物实现了微观尺度的结合。

关键词: 氧化锌纳米线 , 共轭聚合物 , 光伏特性

聚苯胺太阳电池的研究

任斌 , 余成 , 黄河

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.02.027

本文利用聚苯胺和聚苯胺复合材料与n型硅制备了有机p-n异质结太阳电池,对电池的伏安特性、开路电压、短路电流和稳定性进行了表征和分析,对电池的机理进行了探讨,分析了影响聚苯胺p-n异质结电池特性的各种因素,得到了一些很有意义的结果.

关键词: 聚苯胺 , 光伏特性 , 太阳电池

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