Cu基薄膜太阳能电池的碱金属掺杂和界面特性的计算仿真研究
发布时间：2021-04-07 09:51
太阳能是21世纪的重要新能源,开发廉价、高光电转换效率的太阳能电池对太阳能的利用非常重要。薄膜太阳能电池Cu（In,Ga）Se2、Cu2ZnSn（S,Se）4是其中的典型代表,当前它们的电池单元转换效率分别达到了22.6%和12.6%。因为碱金属Na对Cu（In,Ga）Se2、Cu2ZnSn（S,Se）4太阳能电池性能的巨大改进,人们开始积极探索了除Na以外其他碱金属（如K,Rb等）的有效掺杂以及相应的工艺设计。但是,Li作为原子质量最轻的碱金属元素,却极少受到关注,其掺杂的实验研究也十分匮乏。在仅有的几个实验结果报道中,它的掺杂效果也截然不同。因此,Li在Cu（In,Ga）Se2、Cu2ZnSn（S,Se）4中的可掺杂性以及掺杂效果还有待探索。同时,碱金属掺杂可能在Cu（In,Ga）Se2、Cu2ZnSn（S,Se）4中引入...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各类太阳能电池效率的进展（截止2019年），来自美国可再生能源实验室（NREL）
华东师范大学博士学位论文2 半导体家族，它可以通过将二元化合+1 价的阳离子和一个+3 价的阳离子得结构为例来进行理解：ZnS 的每个阴（这样的结构，可以使得阴阳离子周围的则”，从而具有较低的能量。若将此类+1 价和一半的+3 价离子，如将两个 Z得 CuGaSe2化合物。并且此化合物仍能能量稳定性。其中黄铜矿结构（chalc匀，能量最低，是 CIS 的基态结构。
管在此期间效率稳定增长，Cu2ZnSnS4，Cu2ZnSnSe4半导体在光伏起特别关注，因为其许多基本属性（晶体结构，电子结构，光学很好的表征，导致不同结构的 Cu2ZnSnS4，Cu2ZnSnSe4性能被混直到 2009 年，Cu2ZnSnSe4在实验报道中仍然是在锡铁矿结构（te 结构），带隙约为 1.5 eV，接近 Cu2ZnSnS4，这种情况n(S,Se)4中的合金浓度是不可能改变带隙的。后来，Chen 等人通过法，证明 Cu2ZnSnSe4的基态为 Kesterite 结构，带隙为 1.0 eV 左确定了 Cu2ZnSn(S,Se)4作为太阳能电池材料的可行性。体结构遵守 8 电子原则的基础上，Kesterite 结构的 Cu2ZnSnS4可以通过将 CuGaSe2中的两个 Ga 原子置换成 Zn+Sn 原子得到，如图 1-3。
本文编号：3123281
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各类太阳能电池效率的进展（截止2019年），来自美国可再生能源实验室（NREL）
华东师范大学博士学位论文2 半导体家族，它可以通过将二元化合+1 价的阳离子和一个+3 价的阳离子得结构为例来进行理解：ZnS 的每个阴（这样的结构，可以使得阴阳离子周围的则”，从而具有较低的能量。若将此类+1 价和一半的+3 价离子，如将两个 Z得 CuGaSe2化合物。并且此化合物仍能能量稳定性。其中黄铜矿结构（chalc匀，能量最低，是 CIS 的基态结构。
管在此期间效率稳定增长，Cu2ZnSnS4，Cu2ZnSnSe4半导体在光伏起特别关注，因为其许多基本属性（晶体结构，电子结构，光学很好的表征，导致不同结构的 Cu2ZnSnS4，Cu2ZnSnSe4性能被混直到 2009 年，Cu2ZnSnSe4在实验报道中仍然是在锡铁矿结构（te 结构），带隙约为 1.5 eV，接近 Cu2ZnSnS4，这种情况n(S,Se)4中的合金浓度是不可能改变带隙的。后来，Chen 等人通过法，证明 Cu2ZnSnSe4的基态为 Kesterite 结构，带隙为 1.0 eV 左确定了 Cu2ZnSn(S,Se)4作为太阳能电池材料的可行性。体结构遵守 8 电子原则的基础上，Kesterite 结构的 Cu2ZnSnS4可以通过将 CuGaSe2中的两个 Ga 原子置换成 Zn+Sn 原子得到，如图 1-3。
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