三维ZnO/CdTe太阳能电池的制备与性能提升研究

发布时间：2021-09-19 13:05

　　光伏电池和光电解水是利用太阳能解决能源危机的两种主要方式。本文以宽带隙ZnO单晶纳米线（SCNWs）为基础,物理气相沉积CdTe薄膜,制备高效纳米线增强异质结太阳能电池,并尝试将制备的p-CdTe半导体材料应用于光电解水制氢。1、本文通过物理气相沉积（PVD）的方法在ZnO NWs上沉积致密的CdTe多晶薄膜制备固态纳米线PN结太阳能电池,探究了最佳的ZnO NWs的长度和CdTe的沉积温度。优化后的电池短路电流最高可达19mA/cm2,这主要归因于ZnO NWs和CdTe膜层良好的结晶性,有利于光生载流子的分离和快速传输。2、ZnO NWs/CdTe太阳能电池在获得高短路电流的同时,其开路电压远远低于ZnO/CdTe薄膜电池的理论电压值。通过理论计算与实验分析我们发现,导致开路电压低的主要原因是纳米线的线间距不足以使CdTe形成完整的耗尽层。我们通过引入合适的CdS中间层,消除了ZnO NWs的表面缺陷并调整了耗尽层的分布,成倍的提升了电池的开路电压,最后我们绘制了能级图对其作用机理进行了详尽的解释。3、我们将热蒸发法制备p-CdTe薄膜作为光电产氢的光阴极,并利用电泳沉积的方法制备... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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太阳能电池转换效率汇总图

图 1-1 太阳能电池转换效率汇总图Figure 1-1 Summary chart of solar cell conversion efficiency阳能电池电池是目前主要应用的太阳能电池类型，目前已经硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池，晶体硅太阳能与多晶硅太阳能电池( 如图 1- 2)。

第一章 绪论先 N 型半导体和 P 型半导体相互接触，由于 N 型区内电子多而空穴区内空穴多电子少，因此在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度散作用，电子和空穴都要从浓度高的地方运动到浓度低的地方以实现 型区的电子从向 P 型区扩散，P 型区的空穴向 N 型区扩散。它们扩使 N 区一边富集正点离子，P 区一边富集负电离子。最终，这些不能粒子在 N 和 P 区交界处，形成了一个很薄的空间电荷区。在空间电形成了一个内建电场，其方向是从带正电的 N 区指向带负电的 P 区。常 P 型材料为弱掺杂，N 型材料为强掺杂，即 N 型材料的载流子浓 型材料，而空间电荷区的宽度与载流子浓度成反比，因此主要集中内。另外，内建电场的大小由材料的属性决定，并与电池的开路电压，但也会受制备工艺的影响，如界面缺陷以及陷阱态都会降低内建电压的大小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Fraunhofer研究的“n型”单晶硅太阳能电池效率达到23.4%[J]. 章从福.  半导体信息. 2009(06)
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[3]多晶硅薄膜太阳电池[J]. 王文静.  太阳能. 1998(03)



本文编号：3401666