n-PCBM/p-Si杂化太阳电池的性能研究

发布时间：2024-05-19 20:39

　　随着人类对能源的需求与日俱增,开发可再生清洁能源变得十分必要。因此,将太阳能转换为电能的太阳电池器件越来越受到人们的关注,开发低成本、高转换效率的太阳电池始终是新能源器件领域的前沿课题。在各类太阳电池中,有机-无机杂化太阳电池由于利用了无机半导体材料稳定性好、载流子迁移率高和工艺成熟等优势,也结合了有机半导体材料的成本低、可塑性强和溶液法制备工艺简单等优点,是一类极具发展潜力的低成本太阳电池,研究新型有机-无机杂化太阳电池具有重要的意义。在本论文研究中,我们以p型单晶硅为基底,以PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester,[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯)为n型层,探索制备了n-PCBM/p-Si有机-无机杂化太阳电池。通过优化电池结构和制备工艺,提高了电池的性能。主要研究内容和所获得的研究结果如下:(1)探索出制备n-PCBM/p-Si杂化太阳电池的工艺路线,从实验上证明了Ag/n-PCBM/p-Si/Au杂化结构的可行性。研究了电池的器件性能,获得了短路电流密度(J_sc)为5.57 mA/cm^2<...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 太阳电池的发展历程及分类
        1.1.1 太阳电池的发展历程
        1.1.2 太阳电池的种类
        1.1.3 太阳电池工作原理
    1.2 硅-有机杂化太阳电池
        1.2.1 N型硅-有机杂化太阳电池
        1.2.2 P型硅-有机杂化太阳电池
        1.2.3 N型有机半导体材料—PCBM
        1.2.4 n-PCBM/p-Si的工作原理
    1.3 本论文的主要研究内容
第二章 实验方法及表征手段
    2.1 薄膜制备方法
        2.1.1 溶液旋涂法
        2.1.2 磁控溅射镀膜技术
        2.1.3 热蒸发镀膜技术
    2.2 表征方法及其设备
        2.2.1 紫外可见分光光度计
        2.2.2 拉曼光谱
        2.2.3 X射线衍射
        2.2.4 X射线光电子能谱
        2.2.5 扫描电子显微镜
        2.2.6 四探针测试仪
        2.2.7 原子力显微镜
        2.2.8 太阳电池J-V测试系统
        2.2.9 太阳电池量子效率测试系统
    2.3 本章小结
第三章 n-PCBM/p-Si杂化太阳电池制备
    3.1 引言
    3.2 实验所用试剂和仪器设备
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器和设备
    3.3 n-PCBM/p-Si杂化太阳电池的制备
    3.4 实验结果和讨论
        3.4.1 电池结构及其能带图
        3.4.2 光学性能测试
        3.4.3 电学性能测试
        3.4.4 电池结构优化
    3.5 本章小结
第四章 空穴传输MoOx背接触对n-PCBM/p-Si杂化太阳电池性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验用试剂和仪器设备
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器和设备
    4.3 MoO_x薄膜的制备及表征
    4.4 MoO_x插层对n-PCBM/p-Si杂化太阳电池性能的影响
        4.4.1 MoO_x薄膜在不同温度下退火对电池性能的影响
        4.4.2 MoO_x薄膜经不同时间退火对电池性能的影响
        4.4.3 MoO_x薄膜厚度对电池性能的影响
    4.5 本章小结
第五章 铜薄层对n-PCBM/p-Si杂化太阳电池性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验用试剂和仪器设备
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 主要仪器和设备
    5.3 铜薄层的制备
    5.4 实验结果与讨论
    5.5 本章小结
第六章 总结及展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在校研究成果
致谢



本文编号：3978432