水热沉积法制备硫硒化锑太阳能电池的研究
发布时间：2021-07-05 11:44
能源与人类的生存和发展密切相关,是支撑人类社会正常运转的基石。随着社会发展与科技进步,人类对能源的需求日益增长,传统的化石能源有消耗殆尽的可能性,因此人们将目光转向新型可再生能源技术。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源被认为是最有潜力的可再生能源。迄今为止人们已经开发出诸多种类的光伏材料,而无机光吸收材料硫化锑（Sb2S3）和硒化锑（Sb2Se3）由于所含元素储量丰富、无毒,具有合适的光学带隙和较大的吸收系数,引起了人们的关注。并且,这种材料具有良好的水、氧稳定性,制备方法多样且价格较为低廉。本文的研究工作基于水热沉积法制备硫化锑薄膜,对不同实验条件下得到的薄膜以及制备的器件进行分析表征,进而使用水热法制备出致密、平整、具有较大晶粒的硫硒化锑薄膜。另外,研究发现通过调节硫源和硒源的加入比例可以方便地调控薄膜的带隙;以硫硒化锑薄膜作为吸收层所制备的电池器件,结合了硫化锑和硒化锑的优点,为提高光电转换效率的提供了材料性质调控方面的依据。本论文从五个方进行论述。第一章,介绍了太阳能电池的发展历史、工作原理和主要性能参数,并对其分类进行了阐述。最后,提出了本论文的研究课题和研究方法。第二...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＮＲＬＥ各类光伏电池效率研宄进展图??１．３太阳能电池的基本工作原理及性能参数??
?第１章绪论???均可以参加导电。因此，禁带宽度对半导体材料的光电性能有很大的影响。表??１．１中列出了几种太阳能电池用半导体材料的禁带宽度值。??导带??雜??＾?－?Ｏ?？＿）??Ｅｖ??？?？?〇??价带?＞?＊?，?＊＾＝??？?？??■?？?■?？?？??图１．２半导体晶体材料的能带示意图??表１．１几种太阳能光电半导体材料的禁带宽度??材料?单晶硅?非晶硅?ＣｕＩｎＳｅ２?ＣｄＴｅ?ＧａＡｓ?ＩｎＰ??禁带宽度／ｅＶ?１．１２?约?１．７５?１．０５?１．４５?１．４２?１．３４??太阳能电池的基本结构是ｐ－ｎ结，所谓ｐ－ｎ结，是指把ｐ型半导体和ｎ型半??导体结合在一起，从而在两者交界面处形成的具有特定功能的结构［６］。由带隙??宽度相同但导电类型不同的同一种材料组成的ｐ－ｎ结称为同质结，由带隙宽度不??同的材料组成的ｐ－ｎ结称为异质结。ｐ型半导体和ｎ型半导体的费米能级不同，??当具有较高空穴浓度的ｐ型半导体和具有较高电子浓度的ｎ型半导体密切接触构??成ｐ－ｎ结时，在它们的交界面出便会产生载流子浓度差异，如图１．３所示。根据??扩散原理，电子和空穴均会沿着浓度梯度由高浓度向低浓度扩散。Ｎ区的多数载??流子（电子）扩散向Ｐ区后留下了正离子，因此Ｎ区会成为正电荷区；Ｐ区的多??数载流子（空穴）扩散向Ｎ区后会留下负离子，因此Ｐ区会形成负电荷区。上??述的结果使Ｐ区和Ｎ区之间出现一个由Ｎ区指向Ｐ区的电场，称为内电常内??电场会导致电子和空穴发生与扩散流方向相反的漂移运动。当漂移流和扩散流达??到动态平衡时，Ｐ区和Ｎ区之间便形成了稳定的空间电荷区。随着内电场的建立，??ｐ－ｎ结会形成
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【参考文献】：
期刊论文
[1]染料敏化太阳能电池的研究进展[J]. 徐闻龙,刘岩,陈卓明,辛斌杰. 材料科学与工程学报. 2020(01)
[2]中国光伏产业现状与发展策略研究[J]. 刘方旭. 科技经济导刊. 2019(30)
[3]传统能源结构转型和新能源发展的必然趋势[J]. 邓欢. 法制与社会. 2019(10)
[4]Composition engineering of Sb2S3 film enabling high performance solar cells[J]. Yiwei Yin,Chunyan Wu,Rongfeng Tang,Chenhui Jiang,Guoshun Jiang,Weifeng Liu,Tao Chen,Changfei Zhu. Science Bulletin. 2019(02)
[5]Development of antimony sulfide–selenide Sb2（S,Se）3-based solar cells[J]. Xiaomin Wang,Rongfeng Tang,Chunyan Wu,Changfei Zhu,Tao Chen. Journal of Energy Chemistry. 2018(03)
[6]脉冲激光沉积功能薄膜的研究进展[J]. 程勇,陆益敏,郭延龙,黄国俊,王淑云,朱孟真,黎伟,米朝伟,曹海源. 激光与光电子学进展. 2015(12)
[7]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[8]水热法制备薄膜技术[J]. 黄晖,苗鸿雁,罗宏杰,姚熹. 硅酸盐通报. 2002(06)
硕士论文
[1]太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池耦合系统的性能优化分析[D]. 董青春.厦门大学 2018
本文编号：3266012
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＮＲＬＥ各类光伏电池效率研宄进展图??１．３太阳能电池的基本工作原理及性能参数??
?第１章绪论???均可以参加导电。因此，禁带宽度对半导体材料的光电性能有很大的影响。表??１．１中列出了几种太阳能电池用半导体材料的禁带宽度值。??导带??雜??＾?－?Ｏ?？＿）??Ｅｖ??？?？?〇??价带?＞?＊?，?＊＾＝??？?？??■?？?■?？?？??图１．２半导体晶体材料的能带示意图??表１．１几种太阳能光电半导体材料的禁带宽度??材料?单晶硅?非晶硅?ＣｕＩｎＳｅ２?ＣｄＴｅ?ＧａＡｓ?ＩｎＰ??禁带宽度／ｅＶ?１．１２?约?１．７５?１．０５?１．４５?１．４２?１．３４??太阳能电池的基本结构是ｐ－ｎ结，所谓ｐ－ｎ结，是指把ｐ型半导体和ｎ型半??导体结合在一起，从而在两者交界面处形成的具有特定功能的结构［６］。由带隙??宽度相同但导电类型不同的同一种材料组成的ｐ－ｎ结称为同质结，由带隙宽度不??同的材料组成的ｐ－ｎ结称为异质结。ｐ型半导体和ｎ型半导体的费米能级不同，??当具有较高空穴浓度的ｐ型半导体和具有较高电子浓度的ｎ型半导体密切接触构??成ｐ－ｎ结时，在它们的交界面出便会产生载流子浓度差异，如图１．３所示。根据??扩散原理，电子和空穴均会沿着浓度梯度由高浓度向低浓度扩散。Ｎ区的多数载??流子（电子）扩散向Ｐ区后留下了正离子，因此Ｎ区会成为正电荷区；Ｐ区的多??数载流子（空穴）扩散向Ｎ区后会留下负离子，因此Ｐ区会形成负电荷区。上??述的结果使Ｐ区和Ｎ区之间出现一个由Ｎ区指向Ｐ区的电场，称为内电常内??电场会导致电子和空穴发生与扩散流方向相反的漂移运动。当漂移流和扩散流达??到动态平衡时，Ｐ区和Ｎ区之间便形成了稳定的空间电荷区。随着内电场的建立，??ｐ－ｎ结会形成
?第１章绪论???均可以参加导电。因此，禁带宽度对半导体材料的光电性能有很大的影响。表??１．１中列出了几种太阳能电池用半导体材料的禁带宽度值。??导带??雜??＾?－?Ｏ?？＿）??Ｅｖ??？?？?〇??价带?＞?＊?，?＊＾＝??？?？??■?？?■?？?？??图１．２半导体晶体材料的能带示意图??表１．１几种太阳能光电半导体材料的禁带宽度??材料?单晶硅?非晶硅?ＣｕＩｎＳｅ２?ＣｄＴｅ?ＧａＡｓ?ＩｎＰ??禁带宽度／ｅＶ?１．１２?约?１．７５?１．０５?１．４５?１．４２?１．３４??太阳能电池的基本结构是ｐ－ｎ结，所谓ｐ－ｎ结，是指把ｐ型半导体和ｎ型半??导体结合在一起，从而在两者交界面处形成的具有特定功能的结构［６］。由带隙??宽度相同但导电类型不同的同一种材料组成的ｐ－ｎ结称为同质结，由带隙宽度不??同的材料组成的ｐ－ｎ结称为异质结。ｐ型半导体和ｎ型半导体的费米能级不同，??当具有较高空穴浓度的ｐ型半导体和具有较高电子浓度的ｎ型半导体密切接触构??成ｐ－ｎ结时，在它们的交界面出便会产生载流子浓度差异，如图１．３所示。根据??扩散原理，电子和空穴均会沿着浓度梯度由高浓度向低浓度扩散。Ｎ区的多数载??流子（电子）扩散向Ｐ区后留下了正离子，因此Ｎ区会成为正电荷区；Ｐ区的多??数载流子（空穴）扩散向Ｎ区后会留下负离子，因此Ｐ区会形成负电荷区。上??述的结果使Ｐ区和Ｎ区之间出现一个由Ｎ区指向Ｐ区的电场，称为内电常内??电场会导致电子和空穴发生与扩散流方向相反的漂移运动。当漂移流和扩散流达??到动态平衡时，Ｐ区和Ｎ区之间便形成了稳定的空间电荷区。随着内电场的建立，??ｐ－ｎ结会形成
【参考文献】：
期刊论文
[1]染料敏化太阳能电池的研究进展[J]. 徐闻龙,刘岩,陈卓明,辛斌杰. 材料科学与工程学报. 2020(01)
[2]中国光伏产业现状与发展策略研究[J]. 刘方旭. 科技经济导刊. 2019(30)
[3]传统能源结构转型和新能源发展的必然趋势[J]. 邓欢. 法制与社会. 2019(10)
[4]Composition engineering of Sb2S3 film enabling high performance solar cells[J]. Yiwei Yin,Chunyan Wu,Rongfeng Tang,Chenhui Jiang,Guoshun Jiang,Weifeng Liu,Tao Chen,Changfei Zhu. Science Bulletin. 2019(02)
[5]Development of antimony sulfide–selenide Sb2（S,Se）3-based solar cells[J]. Xiaomin Wang,Rongfeng Tang,Chunyan Wu,Changfei Zhu,Tao Chen. Journal of Energy Chemistry. 2018(03)
[6]脉冲激光沉积功能薄膜的研究进展[J]. 程勇,陆益敏,郭延龙,黄国俊,王淑云,朱孟真,黎伟,米朝伟,曹海源. 激光与光电子学进展. 2015(12)
[7]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[8]水热法制备薄膜技术[J]. 黄晖,苗鸿雁,罗宏杰,姚熹. 硅酸盐通报. 2002(06)
硕士论文
[1]太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池耦合系统的性能优化分析[D]. 董青春.厦门大学 2018
本文编号：3266012
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