锑基硫族太阳能电池的分子束外延制备
发布时间：2021-12-12 05:13
太阳能光伏发电作为一种绿色、可持续发展的能源来源而广受关注,而发展低成本、高效率的光伏材料与器件是实现太阳能广泛应用的一个重要思路。近年来,具有潜在应用前景的锑基硫族太阳能电池取得了突破性进展。该材料具有低毒、稳定、廉价等特点。本论文围绕锑基硫族太阳能电池的制备及界面调控开展研究,具体从如下四个方面阐述。第一部分（第一章）首先对太阳能光伏发展的现状进行了简介,然后对太阳能光伏电池的原理、分类、结构以及制备方法进行了系统性介绍。第二部分（第二章）详细介绍了使用分子束外延设备制备硒化锑太阳能电池的方法。化合物在蒸发蒸镀过程中会发生分解,本研究为规避这种现象而利用分子束外延制备化合物薄膜,并根据材料特性提出了三种制备硒化锑薄膜的方法。基于X射线衍射、电子扫描显微镜等的表征,我们建立了分层热沉积的最佳条件。该研究为使用分子束外延制备高质量的锑基硫族薄膜提供了参考。第三部分（第三章）发展了新型空穴传输材料二氧化硒在锑基硫族太阳能电池上的应用。目前,锑基硫族太阳能电池常用的有机空穴传输材料不仅降低了电池的稳定性,而且其高昂的价格也将限制该类电池未来的商业化发展。本研究发现相对于传统的有机空穴传输材...
【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】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?２１世纪我国的碳排放量及其增长率??（数据来源：根据相关年份的中国能源统计年鉴的数据计算而得）??
?第一章???虽然太阳能热发电在发展成熟的过程中成本不断降低，但相比较于其他可??再生能源发电类型中，其成本仍然是最高的。图１．２直观地表明了各类可再生??能源发电成本，太阳能热发电成本在近年仍远高于化石能源。同时由图１．２可??知，相对于太阳能热发电，光伏发电的成本更低，装置的占地（体积）也更小，??也因此具有更大的应用前景和发展潜力。??生物质地热能水电光伐?太阳能?二?陆上??〇－４ｒ?发电?热发电?风能??０．３６??＿?０．３３??Ｉ０３＇?＊?ｆｔ?Ｉ??、化石能源成本区间?？?、??Ｓ?；?ｖ?＾１７?ｏ．ｉｌ?ｌ?％??ｔ?＇?０１０?＾?｜?｜??＾＇?〇〇８＾ｔ６Ｉ??？?？?ｉ?ｉ?？?ｉ?ｉ?＞?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??年份??装机容量?／ＭＷ?－＞１?ｏ?１００?〇２００?〇＞３００??图１．２?２０１０年和２０１７年各种可再生能源项目的度电成本变化情况［６］??（来源：ＩＲＥＮＡ－ｓｉｍｏｎ）??此前，太阳能光伏发电技术一直受限于其电池的使用寿命，直到２０００年，??光伏太阳能电池的器件才从最初的五年提高到了二十五年以上［７］。在此期间，??光伏太阳能电池的光电转换效率也获得了质的提升，从１９５４年贝尔实验室首??次制备出了光电转换效率为６％的单晶硅太阳能电池到现在各式太阳能光伏电??池效率都突破了?２０％，这标志了太阳能光伏产业进入了新的发展阶段。??而近年来，在能源危机、技术进步、成本可控以及政府因减排需求加大投??入等因素的共同作用下，光伏产业迎来了春天。从图１．３［８］中我们可以清晰的??看出，自进入２１世纪以
?第一章???顾名思义，太阳能光伏电池是将光能转化为电能的器件。其基本原理是利??用半导体的光伏效应将光能转化为电能，该技术的产生标志着人类对太阳能的??利用方式跨上了親新的台阶。所谓光伏效应（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ?Ｅｆｆｅｃｔ，ＰＶ）是指半导??体因受到光照内部电荷分布产生变化而产生电动势的一种效应，如图１．５所示，??其是由法国科学家Ｂｅｃｑｕｅｒａ于１８３９年首次发现。??阳光??Ｌ?，，，，，，??Ｖ，?电洗二??Ｊ??图１．５光伏效应原理图［９］??１．２．２Ｐ－Ｎ?结??太阳能光伏电池的核心结构是Ｐ－Ｎ结，其是由Ｐ型半导体体和Ｎ型半导体??组合形成的。［１０－１１］??？????Ｎ?＝?Ｐ??＾＾０??＼７??ｎ?ｎｒ?—?ｐ???Ｌ＾ｉｄ???Ｅ??图１．６?Ｐ－Ｎ结载流子扩散及内建电场产生的示意图??１．２．２．１?Ｐ－Ｎ结的扩散理论??如图１．６所示，左侧为Ｎ型半导体，右侧为Ｐ型半导体。对于Ｎ型半导体??而言，其自由电子的浓度的远高于空穴载流子的浓度，为多子。而对于Ｐ型半??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义[J]. 邹才能,潘松圻,赵群. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]中国碳锁定的时空分布格局分析[J]. 牛鸿蕾,刘志勇. 黑龙江科学. 2019(24)
[3]能源转型战略背景下中国太阳能热发电面临的机遇与挑战[J]. 胡振广,金宗勇. 太阳能. 2019(11)
[4]高品质二氧化硒新产品低成本制备工艺的研究[J]. 郭泽林. 有色冶金设计与研究. 2019(04)
[5]“一带一路”建设背景下我国碳锁定的发展态势及其防范[J]. 李宏伟,赵文博,李镜. 生态经济. 2019(08)
[6]太阳能光伏产业技术分析报告[J]. 王阳. 高科技与产业化. 2019(07)
[7]光伏电池研究方向与发展前景探讨[J]. 袁洁平. 山东工业技术. 2018(12)
[8]纳米金属氧化物在钙钛矿电池中的应用研究进展[J]. 王伟琦,郑惠锋,陆冠宏,刘阳桥,孙静,高濂. 无机材料学报. 2016(09)
[9]薄膜太阳能电池研究进展[J]. 林秀瑶. 电子技术与软件工程. 2016(03)
[10]影响硫化镉/碲化镉性能的关键制备技术探讨[J]. 王玉乾,叶勤燕. 化工新型材料. 2012(06)
博士论文
[1]GSMBE外延硅薄膜太阳能电池物性研究[D]. 乐艮.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[2]热蒸发法制备硒化锑（SbSe3）薄膜太阳能电池及其性能研究[D]. 刘新胜.华中科技大学 2016
[3]立体选择性串联反应与二氧化硒催化的缩合反应的研究[D]. 邵启云.天津大学 2009
硕士论文
[1]化学水浴沉积制备高性能Sb2（S,Se）3太阳能电池[D]. 张艳.中国科学技术大学 2018
本文编号：3536068
【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】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?２１世纪我国的碳排放量及其增长率??（数据来源：根据相关年份的中国能源统计年鉴的数据计算而得）??
?第一章???虽然太阳能热发电在发展成熟的过程中成本不断降低，但相比较于其他可??再生能源发电类型中，其成本仍然是最高的。图１．２直观地表明了各类可再生??能源发电成本，太阳能热发电成本在近年仍远高于化石能源。同时由图１．２可??知，相对于太阳能热发电，光伏发电的成本更低，装置的占地（体积）也更小，??也因此具有更大的应用前景和发展潜力。??生物质地热能水电光伐?太阳能?二?陆上??〇－４ｒ?发电?热发电?风能??０．３６??＿?０．３３??Ｉ０３＇?＊?ｆｔ?Ｉ??、化石能源成本区间?？?、??Ｓ?；?ｖ?＾１７?ｏ．ｉｌ?ｌ?％??ｔ?＇?０１０?＾?｜?｜??＾＇?〇〇８＾ｔ６Ｉ??？?？?ｉ?ｉ?？?ｉ?ｉ?＞?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??年份??装机容量?／ＭＷ?－＞１?ｏ?１００?〇２００?〇＞３００??图１．２?２０１０年和２０１７年各种可再生能源项目的度电成本变化情况［６］??（来源：ＩＲＥＮＡ－ｓｉｍｏｎ）??此前，太阳能光伏发电技术一直受限于其电池的使用寿命，直到２０００年，??光伏太阳能电池的器件才从最初的五年提高到了二十五年以上［７］。在此期间，??光伏太阳能电池的光电转换效率也获得了质的提升，从１９５４年贝尔实验室首??次制备出了光电转换效率为６％的单晶硅太阳能电池到现在各式太阳能光伏电??池效率都突破了?２０％，这标志了太阳能光伏产业进入了新的发展阶段。??而近年来，在能源危机、技术进步、成本可控以及政府因减排需求加大投??入等因素的共同作用下，光伏产业迎来了春天。从图１．３［８］中我们可以清晰的??看出，自进入２１世纪以
?第一章???顾名思义，太阳能光伏电池是将光能转化为电能的器件。其基本原理是利??用半导体的光伏效应将光能转化为电能，该技术的产生标志着人类对太阳能的??利用方式跨上了親新的台阶。所谓光伏效应（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ?Ｅｆｆｅｃｔ，ＰＶ）是指半导??体因受到光照内部电荷分布产生变化而产生电动势的一种效应，如图１．５所示，??其是由法国科学家Ｂｅｃｑｕｅｒａ于１８３９年首次发现。??阳光??Ｌ?，，，，，，??Ｖ，?电洗二??Ｊ??图１．５光伏效应原理图［９］??１．２．２Ｐ－Ｎ?结??太阳能光伏电池的核心结构是Ｐ－Ｎ结，其是由Ｐ型半导体体和Ｎ型半导体??组合形成的。［１０－１１］??？????Ｎ?＝?Ｐ??＾＾０??＼７??ｎ?ｎｒ?—?ｐ???Ｌ＾ｉｄ???Ｅ??图１．６?Ｐ－Ｎ结载流子扩散及内建电场产生的示意图??１．２．２．１?Ｐ－Ｎ结的扩散理论??如图１．６所示，左侧为Ｎ型半导体，右侧为Ｐ型半导体。对于Ｎ型半导体??而言，其自由电子的浓度的远高于空穴载流子的浓度，为多子。而对于Ｐ型半??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义[J]. 邹才能,潘松圻,赵群. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]中国碳锁定的时空分布格局分析[J]. 牛鸿蕾,刘志勇. 黑龙江科学. 2019(24)
[3]能源转型战略背景下中国太阳能热发电面临的机遇与挑战[J]. 胡振广,金宗勇. 太阳能. 2019(11)
[4]高品质二氧化硒新产品低成本制备工艺的研究[J]. 郭泽林. 有色冶金设计与研究. 2019(04)
[5]“一带一路”建设背景下我国碳锁定的发展态势及其防范[J]. 李宏伟,赵文博,李镜. 生态经济. 2019(08)
[6]太阳能光伏产业技术分析报告[J]. 王阳. 高科技与产业化. 2019(07)
[7]光伏电池研究方向与发展前景探讨[J]. 袁洁平. 山东工业技术. 2018(12)
[8]纳米金属氧化物在钙钛矿电池中的应用研究进展[J]. 王伟琦,郑惠锋,陆冠宏,刘阳桥,孙静,高濂. 无机材料学报. 2016(09)
[9]薄膜太阳能电池研究进展[J]. 林秀瑶. 电子技术与软件工程. 2016(03)
[10]影响硫化镉/碲化镉性能的关键制备技术探讨[J]. 王玉乾,叶勤燕. 化工新型材料. 2012(06)
博士论文
[1]GSMBE外延硅薄膜太阳能电池物性研究[D]. 乐艮.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[2]热蒸发法制备硒化锑（SbSe3）薄膜太阳能电池及其性能研究[D]. 刘新胜.华中科技大学 2016
[3]立体选择性串联反应与二氧化硒催化的缩合反应的研究[D]. 邵启云.天津大学 2009
硕士论文
[1]化学水浴沉积制备高性能Sb2（S,Se）3太阳能电池[D]. 张艳.中国科学技术大学 2018
本文编号：3536068
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