硅/有机物杂化太阳电池界面优化及性能研究
发布时间：2024-12-07 04:21
晶体硅太阳电池由于具有稳定性好,效率高的特点,占据了光伏市场绝大份额,但其高温制备过程使其成本大大增加。而有机太阳电池虽然制备工艺简单,但光吸收性能差,大大限制其效率的提升。硅/有机物杂化太阳电池既有晶体硅电池良好的光吸收性能,又具有有机太阳电池低温工艺特点,越来越受人们关注。本文制备了聚3,4乙烯基二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOTPSS)/硅杂化太阳电池,并研究器件的物理机制,通过蒸镀氧化钨(WO3)薄膜制备无掺杂的选择性发射极,并对器件的背电极进行氯化铯修饰,从而有效提升电池的性能。通过研究硅片经聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)边缘绝缘的效果,找到一种更为简单的降低电池反向饱和电流的方法。本文的主要工作包括：(1)优化了杂化电池制备工艺,并研究了PEDOT:PSS/硅杂化电池的工作原理,证明电池是建立在由反型形成的p-n结基础之上工作的。通过硅片边缘PMMA绝缘处理,使电池边缘漏电得到抑制,PEDOT:PSS/硅杂化太阳电池反向饱和电流明显减小,从而器件的填充因子和开路电压相比于参考电池大大提升,效率由10.13%提高了11.04%。(2)通过在PEDOT:PSS/硅杂化电池前表面银栅...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第二章 文献综述
2.1 太阳电池原理及发展
2.2 太阳电池分类
2.2.1 晶硅太阳电池
2.2.2 有机太阳电池
2.2.3 有机/无机杂化太阳电池
2.3 选题依据与研究内容
第三章 实验方案及设备
3.1 实验方案
3.1.1 杂化太阳电池边缘漏电现象及工作原理探究
3.1.2 杂化太阳电池正面银电极与PEDOT：PSS接触的优化
3.1.3 PEDOT：PSS/硅杂化太阳电池背电极界面的改善
3.2 实验及测试设备
3.2.1 热蒸发镀膜系统
3.2.2 电流-电压特性曲线测试系统
3.2.3 量子效率测试系统
3.2.4 电容-电压特性曲线测试系统
3.2.5 少子寿命测试仪
3.2.6 原子力显微镜
3.2.7 透射电子显微镜
3.2.8 紫外光电能谱分析仪
第四章 PEDOT：PSS/硅杂化太阳电池工艺探索与机理分析
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 硅片预处理
4.2.2 PEDOT：PSS溶液配制
4.2.3 杂化太阳电池器件制备
4.2.4 杂化太阳电池器件表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 PEDOT：PSS薄膜的改性研究及薄膜制备工艺优化
4.3.2 PEDOT：PSS/硅杂化电池器件边缘漏电的抑制
4.3.3 硅片少子寿命图谱与杂化电池C-V曲线分析
4.3.4 杂化电池工作机理分析
4.4 小结
第五章 杂化电池无掺杂选择性发射极的制备与表征
5.1 引言
5.2 实验步骤
5.2.1 硅片的预处理
5.2.2 杂化太阳电池的器件制备
5.2.3 杂化太阳电池器件表征
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 杂化太阳电池结构
5.3.2 WO3对银电极及PEDOT：PSS功函数的影响
5.3.3 WO3修饰前后杂化电池电流密度-电压(J-V)曲线变化
5.3.4 WO3对杂化太阳电池电容-电压曲线分析
5.3.5 WO3对硅片少子寿命的影响
5.3.6 PEDOT：PSS与银电极接触研究
5.3.7 WO3厚度对电池性能的影响
5.4 小结
第六章 氯化铯对杂化太阳电池背面铝电极的修饰
6.1 引言
6.2 实验
6.2.1 氯化铯(CsCl)溶液配制
6.2.2 硅片预处理
6.2.3 杂化太阳电池器件制备
6.3 结果与讨论
6.3.1 PEDOT：PSS/硅杂化太阳电池结构
6.3.2 氯化铯对杂化太阳电池性能的影响
6.3.4 杂化太阳C-V曲线分析
6.3.5 氯化铯溶液的浓度对杂化太阳电池性能的影响
6.4 小结
第七章 全文总结
参考文献
致谢
个人简介
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：4014794
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第二章 文献综述
2.1 太阳电池原理及发展
2.2 太阳电池分类
2.2.1 晶硅太阳电池
2.2.2 有机太阳电池
2.2.3 有机/无机杂化太阳电池
2.3 选题依据与研究内容
第三章 实验方案及设备
3.1 实验方案
3.1.1 杂化太阳电池边缘漏电现象及工作原理探究
3.1.2 杂化太阳电池正面银电极与PEDOT：PSS接触的优化
3.1.3 PEDOT：PSS/硅杂化太阳电池背电极界面的改善
3.2 实验及测试设备
3.2.1 热蒸发镀膜系统
3.2.2 电流-电压特性曲线测试系统
3.2.3 量子效率测试系统
3.2.4 电容-电压特性曲线测试系统
3.2.5 少子寿命测试仪
3.2.6 原子力显微镜
3.2.7 透射电子显微镜
3.2.8 紫外光电能谱分析仪
第四章 PEDOT：PSS/硅杂化太阳电池工艺探索与机理分析
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 硅片预处理
4.2.2 PEDOT：PSS溶液配制
4.2.3 杂化太阳电池器件制备
4.2.4 杂化太阳电池器件表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 PEDOT：PSS薄膜的改性研究及薄膜制备工艺优化
4.3.2 PEDOT：PSS/硅杂化电池器件边缘漏电的抑制
4.3.3 硅片少子寿命图谱与杂化电池C-V曲线分析
4.3.4 杂化电池工作机理分析
4.4 小结
第五章 杂化电池无掺杂选择性发射极的制备与表征
5.1 引言
5.2 实验步骤
5.2.1 硅片的预处理
5.2.2 杂化太阳电池的器件制备
5.2.3 杂化太阳电池器件表征
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 杂化太阳电池结构
5.3.2 WO3对银电极及PEDOT：PSS功函数的影响
5.3.3 WO3修饰前后杂化电池电流密度-电压(J-V)曲线变化
5.3.4 WO3对杂化太阳电池电容-电压曲线分析
5.3.5 WO3对硅片少子寿命的影响
5.3.6 PEDOT：PSS与银电极接触研究
5.3.7 WO3厚度对电池性能的影响
5.4 小结
第六章 氯化铯对杂化太阳电池背面铝电极的修饰
6.1 引言
6.2 实验
6.2.1 氯化铯(CsCl)溶液配制
6.2.2 硅片预处理
6.2.3 杂化太阳电池器件制备
6.3 结果与讨论
6.3.1 PEDOT：PSS/硅杂化太阳电池结构
6.3.2 氯化铯对杂化太阳电池性能的影响
6.3.4 杂化太阳C-V曲线分析
6.3.5 氯化铯溶液的浓度对杂化太阳电池性能的影响
6.4 小结
第七章 全文总结
参考文献
致谢
个人简介
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：4014794
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