Zn 1-x Mg x O窗口层对铜锌锡硫硒太阳能电池性能影响的研究

发布时间：2021-07-24 16:05

　　现代经济社会的发展离不开能源。化石能源的开采已接近枯竭,绿色环保的可再生能源逐渐成为能源领域的重要角色。其中,太阳能作为最有发展前途的绿色能源,引起了人们的广泛关注和研究。太阳能电池是直接把光能转换为电能的装置。作为薄膜太阳能电池的代表,锌黄锡矿结构的铜锌锡硫硒（Cu₂ZnSn（S,Se）₄,CZTSSe）太阳能电池因其带隙可调,组成元素在地壳中储量丰富,可见光的吸收系数较高且无毒无害等优点,成为太阳能电池领域的研究热点。理论计算表明,以CZTSSe为吸收层的太阳能电池的理论效率高达32.8%,但目前在实验上达到的最高效率仅为12.62%,与理论效率相差甚远,导致光电转换效率低的原因有很多,如光生载流子在界面处的复合,吸收层晶体质量差,窗口层透光性能差等。因此,改善窗口层的透光性是提高太阳能电池的有效途径之一。研究表明,在ZnO窗口层中掺入Mg将会拓宽它的带隙,导致光学性质的改善,如透光性增强。同时,Mg²⁺与Zn²⁺的离子半径相接近,Mg的掺入也不会引起明显的晶格畸变,有望在CZTSSe太阳能电池... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界未来能源需求结构预测

第一章绪论3结的光生伏特效应，在电池的两端接上负载，在光照条件下就可以对负载进行供电，其作用相当于电源[11]。太阳能电池的具体工作原理如下图1.2所示。图1.2太阳能电池工作原理示意图。1.2.2太阳能电池的基本参数对于太阳能电池基本参数的研究是提高太阳能电池性能至关重要的一步，对于理想状态下的太阳能电池我们可以把它看作是一个恒流源并联一个整流二极管，理想情况下光生电流Iph与太阳能电池的短路电流密度Isc相等，但在实际制备的太阳能电池中，由于半导体内部的电阻以及电子和空穴的复合等问题还存在着串联电阻Rs和并联电阻Rsh，下图1.3为太阳能电池的等效电路图。从而可以得出太阳能电池的实际电流值计算公式：I典陈陈式子中的KB代表玻尔兹曼常数，T代表绝对温度，q代表电荷电量，V代表开路电压，I0代表二极管饱和电流。IL代表光生电流，Is为暗态电流。图1.3太阳能电池的等效电路图。

第一章绪论3结的光生伏特效应，在电池的两端接上负载，在光照条件下就可以对负载进行供电，其作用相当于电源[11]。太阳能电池的具体工作原理如下图1.2所示。图1.2太阳能电池工作原理示意图。1.2.2太阳能电池的基本参数对于太阳能电池基本参数的研究是提高太阳能电池性能至关重要的一步，对于理想状态下的太阳能电池我们可以把它看作是一个恒流源并联一个整流二极管，理想情况下光生电流Iph与太阳能电池的短路电流密度Isc相等，但在实际制备的太阳能电池中，由于半导体内部的电阻以及电子和空穴的复合等问题还存在着串联电阻Rs和并联电阻Rsh，下图1.3为太阳能电池的等效电路图。从而可以得出太阳能电池的实际电流值计算公式：I典陈陈式子中的KB代表玻尔兹曼常数，T代表绝对温度，q代表电荷电量，V代表开路电压，I0代表二极管饱和电流。IL代表光生电流，Is为暗态电流。图1.3太阳能电池的等效电路图。

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同Mg掺杂位置对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响[J]. 毛彩霞,黄海铭,胡永红.  华中师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[2]ZnO纳米颗粒表面缺陷对有机太阳能电池性能的影响[J]. 许新蕊,秦文静,丁国静,刘冬月,马春宇,印寿根.  光电子.激光. 2013(12)
[3]制备工艺对Zn1-xMgxO薄膜结构及光学性能的影响[J]. 王伟娜,方庆清,周军,王胜男,闫方亮,刘艳美,李雁,吕庆荣.  物理学报. 2009(05)
[4]常压固相烧结法制备ZAO靶材及其性能的研究[J]. 刘心宇,李海麒,江民红.  湖南科技大学学报(自然科学版). 2008(01)
[5]太阳电池新进展[J]. 赵玉文.  物理. 2004(02)

博士论文
[1]铜锌锡硫薄膜太阳电池材料和器件的制备与性质研究[D]. 张克智.华东师范大学 2014

硕士论文
[1]Cu2ZnSnS4基异质结薄膜太阳电池界面能带问题研究[D]. 董子源.吉林大学 2014



本文编号：3300977