铜锰锡硫薄膜太阳能电池相关材料与器件研究
发布时间：2021-11-27 14:01
Cu2MnSnS4（CMTS）半导体材料光吸收能力强(>105 cm-1),其组成元素全球储量丰富且无毒,拥有与Cu（In,Ga）Se2（CIGS）和Cu2ZnSnS4（CZTS）相类似的结构和性质,因其具有应用于光伏发电领域的潜质而成为研究热点。经过研究人员的不断努力,近几年关于CMTS体系材料及其太阳能电池的研究成果迅速增加。迄今为止,纯硫化CMTS和混合硫硒化Cu2MnSn（S,Se）4（CMTSSe）薄膜太阳能电池实验室最高转换效率分别达到了0.91%和1.8%,与CIGS和CZTS体系薄膜电池效率记录还有一定的差距。这是由于CMTS薄膜的基本物理性质以及制备工艺仍存在很多的未知和难点,对CMTS薄膜的性质和制备有待进一步探究完善。本论文采用电化学沉积Cu-Sn/MnO2预制层后硫化的方法制备CMTS薄膜及其太阳能电池器件。针对所制备CMTS薄膜中存在的问...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：195 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)主要常规能源在全球和中国的储量情况和(b)世界能源结构预测图[2]
第一章绪论3图1-2欧洲联合研究中心对全球能源结构转变的预测[6]1.2太阳能电池简介1.2.1太阳能电池基本工作原理和主要性能参数太阳能电池是基于半导体P-N结的光生伏特效应将太阳辐射能转换成电能的一种典型半导体器件。当P型半导体和N型半导体相互接触时，在两者交界处便形成了P-N结。由于形成P-N结的两种半导体之间存在载流子浓度和费米能级的差异，p区中多数载流子空穴和n区中多数载流子电子分别向n区和p区做扩散运动。由于空穴的离开，在P-N结附近p区一侧留下由电离受主组成的负电荷区。由于电子的离开，在n区一侧则留下由电离施主组成的正电荷区。通常，把P-N结附近这些带电荷的区域称为空间电荷区，图1-3所示。于是，在空间电荷区内便产生了从n区指向p区的内建电常在内建电场的作用下，p区中少数载流子电子和n区中少数载流子空穴分别向n区和p区做漂移运动。显然，电子和空穴在空间电荷区内漂移运动的方向与扩散运动的方向相反。在没有外加偏压的条件下，电子和空穴的扩散运动和漂移运动最终达到动态平衡，即为P-N结的热平衡状态，此时空间电荷区宽度一定。
P-N结空间电荷区
【参考文献】：
期刊论文
[1]碲化镉太阳能电池的研究进展[J]. 冯晓东,陈文超. 南京工业大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]简单的溶胶–凝胶法制备致密的铜锌锡硫硒薄膜（英文）[J]. 张克智,陶加华,刘俊峰,何俊,董宇晨,孙琳,杨平雄,褚君浩. 无机材料学报. 2014(07)
[3]薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展[J]. 郑春满,郭宇杰,谢凯,韦永滔. 宇航材料工艺. 2010(04)
[4]基于GaAs半导体太阳电池技术发展概况[J]. 郭爱萍,孙强. 电源技术. 2007(09)
[5]太阳能光伏电池综述[J]. 成志秀,王晓丽. 信息记录材料. 2007(02)
[6]喷雾热解法生长N掺杂ZnO薄膜机理分析[J]. 赵俊亮,李效民,边继明,张灿云,于伟东,高相东. 无机材料学报. 2005(04)
[7]空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较[J]. 王荣,周宏余,司戈丽,姚淑德,张新辉,郭增良,翟佐绪,王勇刚,朱升云. 半导体学报. 2002(01)
[8]硅薄膜太阳能电池研究的进展[J]. 钟迪生. 应用光学. 2001(03)
博士论文
[1]染料敏化太阳能电池中多级结构光阳极和无铂对电极材料的研究[D]. 侯文静.山西大学 2019
[2]界面工程提高铜锌锡硫硒太阳电池性能的研究[D]. 栾红梅.吉林大学 2019
[3]离子液体电沉积制备锌基、锡基负极材料及性能研究[D]. 谢学良.上海大学 2018
[4]铜锰锡硫薄膜材料制备及其性质研究[D]. 陈磊蕾.华东师范大学 2018
[5]铜铟铝硒薄膜的制备及其性质研究[D]. 曹辉义.华东师范大学 2017
[6]铜铁锡硫（硒）薄膜材料结构及其光伏特性研究[D]. 孟宪宽.华东师范大学 2017
[7]高效率Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池电化学共沉积制备及性能研究[D]. 陶加华.华东师范大学 2016
[8]Cu2ZnSnS（Se）4薄膜太阳电池的特性对材料组分依赖性研究[D]. 何俊.华东师范大学 2015
[9]铜锌锡硫薄膜太阳电池相关材料与器件的研究[D]. 葛杰.华东师范大学 2013
硕士论文
[1]GaInP/GaAs双结太阳能电池辐射效应研究[D]. 许焱.新疆大学 2019
[2]铜锌锡硫空穴传输层及钙钛矿层的制备及优化工艺[D]. 王进峰.中国矿业大学 2019
[3]铜锌锡硫太阳能电池吸收层及无镉缓冲层材料的研制[D]. 单锐.湘潭大学 2019
[4]空间卫星用GaInP/GaAs/Ge太阳电池辐照损伤效应研究[D]. 颜媛媛.南京航空航天大学 2019
[5]喷雾热解法制备铜锌锡硫薄膜及其superstrate结构太阳能电池的研究[D]. 刘晟楠.渤海大学 2018
[6]溶液法制备的Cu2MSnS4(M=Co2+,Ni2+,Zn2+)纳米晶薄膜及其硒化后薄膜的性能研究[D]. 刘凯思.吉林大学 2017
[7]NiW合金电沉积早期成核和生长机理研究[D]. 卢思环.湖南大学 2017
[8]Al-Mn-Zr三元合金膜的离子液体电沉积制备及其腐蚀电化学性能研究[D]. 杨竞.浙江大学 2017
[9]氧化锰矿硫磺还原焙烧—酸浸新工艺的基础研究[D]. 游志雄.中南大学 2012
本文编号：3522435
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：195 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)主要常规能源在全球和中国的储量情况和(b)世界能源结构预测图[2]
第一章绪论3图1-2欧洲联合研究中心对全球能源结构转变的预测[6]1.2太阳能电池简介1.2.1太阳能电池基本工作原理和主要性能参数太阳能电池是基于半导体P-N结的光生伏特效应将太阳辐射能转换成电能的一种典型半导体器件。当P型半导体和N型半导体相互接触时，在两者交界处便形成了P-N结。由于形成P-N结的两种半导体之间存在载流子浓度和费米能级的差异，p区中多数载流子空穴和n区中多数载流子电子分别向n区和p区做扩散运动。由于空穴的离开，在P-N结附近p区一侧留下由电离受主组成的负电荷区。由于电子的离开，在n区一侧则留下由电离施主组成的正电荷区。通常，把P-N结附近这些带电荷的区域称为空间电荷区，图1-3所示。于是，在空间电荷区内便产生了从n区指向p区的内建电常在内建电场的作用下，p区中少数载流子电子和n区中少数载流子空穴分别向n区和p区做漂移运动。显然，电子和空穴在空间电荷区内漂移运动的方向与扩散运动的方向相反。在没有外加偏压的条件下，电子和空穴的扩散运动和漂移运动最终达到动态平衡，即为P-N结的热平衡状态，此时空间电荷区宽度一定。
P-N结空间电荷区
【参考文献】：
期刊论文
[1]碲化镉太阳能电池的研究进展[J]. 冯晓东,陈文超. 南京工业大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]简单的溶胶–凝胶法制备致密的铜锌锡硫硒薄膜（英文）[J]. 张克智,陶加华,刘俊峰,何俊,董宇晨,孙琳,杨平雄,褚君浩. 无机材料学报. 2014(07)
[3]薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展[J]. 郑春满,郭宇杰,谢凯,韦永滔. 宇航材料工艺. 2010(04)
[4]基于GaAs半导体太阳电池技术发展概况[J]. 郭爱萍,孙强. 电源技术. 2007(09)
[5]太阳能光伏电池综述[J]. 成志秀,王晓丽. 信息记录材料. 2007(02)
[6]喷雾热解法生长N掺杂ZnO薄膜机理分析[J]. 赵俊亮,李效民,边继明,张灿云,于伟东,高相东. 无机材料学报. 2005(04)
[7]空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较[J]. 王荣,周宏余,司戈丽,姚淑德,张新辉,郭增良,翟佐绪,王勇刚,朱升云. 半导体学报. 2002(01)
[8]硅薄膜太阳能电池研究的进展[J]. 钟迪生. 应用光学. 2001(03)
博士论文
[1]染料敏化太阳能电池中多级结构光阳极和无铂对电极材料的研究[D]. 侯文静.山西大学 2019
[2]界面工程提高铜锌锡硫硒太阳电池性能的研究[D]. 栾红梅.吉林大学 2019
[3]离子液体电沉积制备锌基、锡基负极材料及性能研究[D]. 谢学良.上海大学 2018
[4]铜锰锡硫薄膜材料制备及其性质研究[D]. 陈磊蕾.华东师范大学 2018
[5]铜铟铝硒薄膜的制备及其性质研究[D]. 曹辉义.华东师范大学 2017
[6]铜铁锡硫（硒）薄膜材料结构及其光伏特性研究[D]. 孟宪宽.华东师范大学 2017
[7]高效率Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池电化学共沉积制备及性能研究[D]. 陶加华.华东师范大学 2016
[8]Cu2ZnSnS（Se）4薄膜太阳电池的特性对材料组分依赖性研究[D]. 何俊.华东师范大学 2015
[9]铜锌锡硫薄膜太阳电池相关材料与器件的研究[D]. 葛杰.华东师范大学 2013
硕士论文
[1]GaInP/GaAs双结太阳能电池辐射效应研究[D]. 许焱.新疆大学 2019
[2]铜锌锡硫空穴传输层及钙钛矿层的制备及优化工艺[D]. 王进峰.中国矿业大学 2019
[3]铜锌锡硫太阳能电池吸收层及无镉缓冲层材料的研制[D]. 单锐.湘潭大学 2019
[4]空间卫星用GaInP/GaAs/Ge太阳电池辐照损伤效应研究[D]. 颜媛媛.南京航空航天大学 2019
[5]喷雾热解法制备铜锌锡硫薄膜及其superstrate结构太阳能电池的研究[D]. 刘晟楠.渤海大学 2018
[6]溶液法制备的Cu2MSnS4(M=Co2+,Ni2+,Zn2+)纳米晶薄膜及其硒化后薄膜的性能研究[D]. 刘凯思.吉林大学 2017
[7]NiW合金电沉积早期成核和生长机理研究[D]. 卢思环.湖南大学 2017
[8]Al-Mn-Zr三元合金膜的离子液体电沉积制备及其腐蚀电化学性能研究[D]. 杨竞.浙江大学 2017
[9]氧化锰矿硫磺还原焙烧—酸浸新工艺的基础研究[D]. 游志雄.中南大学 2012
本文编号：3522435
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