柔性硅基有机/无机杂化太阳能电池研究

发布时间：2021-10-30 16:26

　　太阳能光伏电池是可以将太阳辐射能直接转化为电能的核心器件。传统硅电池的高成本、低效率及复杂、苛刻的制备条件和工艺在很大程度上限制了其发展。硅基有机/无机杂化太阳能电池能结合有机物材料低成本、易操作和硅材料导电性好、稳定性高的双重优势,且已在实验中得到了比较理想的转换效率；此外把杂化电池做成柔性和超薄的器件,还能具有体积小、重量轻、应用范围广的独特优势,因而符合未来太阳能电池降本增效以及轻质便携的发展方向。本文针对大面积超薄单晶硅片的高质、可控制备和柔性超薄有机/无机杂化太阳能电池器件的材料制备、结构设计和性能优化开展工作,主要研究内容如下：（1）开展原始厚度硅基有机/无机杂化电池研究。通过溶液掺杂、改变电池结构等方面的工作,研究了PEDOT:PSS溶液中掺杂二甲基亚砜对成膜性能及添加碳氟表面活性剂对溶液表面张力的影响；通过对器件性能的表征和分析,探索了电池增效措施,其中硅纳米线/PEDOT:PSS电池的效率达到了9.31%。（2）采用溶液腐蚀法制备质量高、柔性好、面积大的超薄单晶硅片,并探索其可控制备工艺。通过调节减薄溶液组分的浓度配比、减薄温度和减薄时间等工艺参数,探索它们对减薄速率... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 太阳能电池的发展
    1.3 传统硅太阳能电池
        1.3.1 单晶硅太阳能电池
        1.3.2 多晶硅太阳电池
        1.3.3 薄膜硅太阳电池
    1.4 柔性硅基有机/无机杂化太阳能电池
        1.4.1 超薄单晶硅片
        1.4.2 超薄单晶硅片的制备及应用
        1.4.3 基于异质结的超薄单晶硅太阳能电池
        1.4.4 柔性超薄单晶硅/PEDOT:PSS异质结太阳能电池
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及表征手段
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器和设备
    2.3 形貌表征手段
    2.4 太阳能电池光伏特性表征
第3章 硅基有机/无机杂化太阳能电池
    3.1 引言
    3.2 平板硅/PEDOT:PSS杂化太阳能电池
        3.2.1 PEDOT:PSS溶液的掺杂
        3.2.2 未添加Zonyl FSH的PEDOT:PSS/Si杂化太阳能电池
        3.2.3 添加Zonyl FSH的PEDOT:PSS/Si杂化太阳能电池
    3.3 SI NWS/PEDOT:PSS杂化太阳能电池
        3.3.1 硅纳米线阵列的制备
        3.3.2 Si NWs/PEDOT:PSS杂化电池的制备
        3.3.3 Si NWs/PEDOT:PSS杂化电池的Ⅰ-Ⅴ特性
    3.4 本章小结
第4章 超薄单晶硅片的制备与调控
    4.1 引言
    4.2 超薄单晶硅片的制备
        4.2.1 硅片减薄前预处理
        4.2.2 酸性溶液减薄
        4.2.3 碱性溶液减薄
    4.3 超薄硅片的厚度调控
        4.3.1 酸性溶液减薄硅片的厚度调控
        4.3.2 碱性溶液减薄硅片的厚度调控
    4.4 超薄硅片性能及表面质量研究
        4.4.1 超薄硅片的宏观物理性质
        4.4.2 超薄硅片的透光颜色与其厚度的对应关系
        4.4.3 溶液中加入保护剂对超薄硅片表面平整度的影响
    4.5 酸性/碱性溶液减薄方法对比
    4.6 本章小结
第5章 柔性硅基超薄杂化太阳能电池
    5.1 引言
    5.2 超薄平板硅/PEDOT：PSS杂化太阳能电池
    5.3 背面金字塔结构超薄硅/PEDOT：PSS杂化太阳能电池
        5.3.1 硅表面金字塔结构的制备
        5.3.2 背面金字塔结构超薄硅/PEDOT：PSS杂化太阳能电池
    5.4 新型反结构硅基超薄杂化太阳能电池
    5.5 本章小结
第6章 结论和展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]SiNWs/PEDOT∶PSS杂化太阳电池的发展现状及问题研究[J]. 李瑞科,付鹏飞,黄睿,王泰,李英峰,宋丹丹,申超,赵彦,李美成.  储能科学与技术. 2014(06)
[2]晶硅太阳能电池发展状况及趋势[J]. 周涛,陆晓东,张明,李媛,刘爱民,伦淑娴.  激光与光电子学进展. 2013(03)
[3]非晶硅薄膜太阳电池的研究进展及发展方向[J]. 李海华,王庆康.  太阳能学报. 2012(S1)
[4]单晶硅表面均匀小尺寸金字塔制备及其特性研究[J]. 周春兰,王文静,赵雷,李海玲,刁宏伟,曹晓宁.  物理学报. 2010(08)
[5]贵金属粒子催化刻蚀制备硅太阳能电池减反射层研究进展[J]. 耿学文,李美成.  功能材料. 2010(S1)
[6]扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用[J]. 朱琳.  吉林化工学院学报. 2007(02)
[7]太阳能光伏电池综述[J]. 成志秀,王晓丽.  信息记录材料. 2007(02)
[8]多晶硅薄膜太阳电池的研究与进展[J]. 胡芸菲,沈辉,梁宗存,刘正义.  太阳能学报. 2005(02)
[9]晶体硅太阳电池铝背场的研究[J]. 彭银生,刘祖明,陈庭金.  云南师范大学学报(自然科学版). 2004(01)

博士论文
[1]硅纳米线阵列的可控制备及新型异质结太阳电池研究[D]. 白帆.哈尔滨工业大学 2014

硕士论文
[1]硅纳米线的制备及其在新型太阳能电池中的应用[D]. 黄睿.华北电力大学 2015
[2]超薄单晶硅伸缩性折叠性研究及应用[D]. 邱维.四川师范大学 2014
[3]单晶硅表面制绒研究[D]. 张启华.暨南大学 2013



本文编号：3467053