Si/PEDOT:PSS异质结太阳电池的界面调控及其光伏性能的研究

发布时间：2023-06-05 00:45

　　Si/PEDOT:PSS杂化电池,相比于传统的硅太阳电池,制作工艺更简单,成本也更低,而且传统的硅太阳能电池中的一些成熟的工艺也可以被杂化电池充分利用。为了追求更高的光电转换效率,研究人员对这种杂化电池从器件的不同角度都进行了充分的研究,包括如何提高光的吸收,减少电荷的复合,优化电极以便更好地收集载流子。因此作为空穴传输层的p型聚合物材料PEDOT:PSS以及硅与背电极之间的界面特性在非掺杂异质结太阳能电池中载流子输运的动态过程中起着至关重要的作用。基于以上两点,本论文通过低温钝化技术优化接触界面特性提高电池的光电转换效率,同时通过纳米压印技术调控PEDOT:PSS功函数以及改变PEDOT:PSS纵向分子排布提高PEDOT:PSS薄膜的纵向导电率,优化Si/PEDOT:PSS界面特性。主要工作内容如下:(1)采用醌氢醌/甲醇溶液(QHY/Me OH溶液)通过湿化学法在较低的温度下在硅表面嫁接半醌(QH)分子优化界面特性。QHY在Si表面的持续嫁接逐渐饱和了Si表面的悬挂键,通过XPS的测试,这种化学钝化使得QHY单分子层在Si表面的覆盖率达到了44.55%,极大地降低了表面缺陷态密度。...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 太阳能电池原理
        1.2.1 太阳能电池工作原理
        1.2.2 太阳能电池的性能表征及其能带结构
        1.2.3 太阳能电池的工作条件及其影响因素
        1.2.4 载流子的复合
    1.3 Si/PEDOT:PSS杂化电池
        1.3.1 PEDOT:PSS
        1.3.2 Si/PEDOT:PSS杂化电池工作原理
        1.3.3 钝化机理与钝化方式
        1.3.4 Si/PEDOT:PSS杂化电池界面钝化
    1.4 选题依据与主要工作内容
第2章 QHY/MeOH溶液钝化晶硅表面及其相关表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器及其表征设备
        2.2.3 实验步骤
    2.3 钝化性能的表征结果与分析
        2.3.1 QHY与晶硅表面反应机制
        2.3.2 QHY的场效应钝化
        2.3.3 晶硅表面亲水性的改变
        2.3.4 QHY对Al电极功函数的调控
        2.3.5 QHY对Si/Al界面接触性能的改善
    2.4 少子寿命的表征结果与分析
        2.4.1 浓度对QHY/MeOH溶液的钝化性能的影响
        2.4.2 温度对QHY/MeOH溶液的钝化性能的影响
        2.4.3 时间对QHY/MeOH溶液的钝化性能的影响
        2.4.4 最佳钝化条件下的少子分布
    2.5 本章小结
第3章 QHY层对基于Si/PEDOT:PSS电池光伏性能的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器及其表征设备
        3.2.3 实验步骤
    3.3 电池性能结果与分析
        3.3.1 电池结构与器件能带结构
        3.3.2 QHY钝化浓度与钝化时间对电池光伏性能的影响
        3.3.3 基于QHY钝化的Si/PEDOT:PSS电池暗电流的拟合与分析
        3.3.4 QHY钝化层对器件内建电势及外量子效率谱的影响
    3.4 本章小结
第4章 微纳结构对PEDOT:PSS薄膜的电学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器及其表征设备
        4.2.3 实验步骤
    4.3 微纳结构的PEDOT:PSS薄膜的电学性能结果与分析
        4.3.1 纳米压印对PEDOT:PSS薄膜形貌的改变
        4.3.2 纳米压印对PEDOT:PSS功函数的调控
        4.3.3 纳米压印对PEDOT:PSS薄膜纵向导电率的调控
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 论文的主要创新点
    5.3 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3831348