水熱沉積法制備硫硒化銻太陽能電池的研究
發(fā)布時間:2021-07-05 11:44
能源與人類的生存和發(fā)展密切相關,是支撐人類社會正常運轉的基石。隨著社會發(fā)展與科技進步,人類對能源的需求日益增長,傳統的化石能源有消耗殆盡的可能性,因此人們將目光轉向新型可再生能源技術。太陽能作為一種取之不盡用之不竭的清潔能源被認為是最有潛力的可再生能源。迄今為止人們已經開發(fā)出諸多種類的光伏材料,而無機光吸收材料硫化銻(Sb2S3)和硒化銻(Sb2Se3)由于所含元素儲量豐富、無毒,具有合適的光學帶隙和較大的吸收系數,引起了人們的關注。并且,這種材料具有良好的水、氧穩(wěn)定性,制備方法多樣且價格較為低廉。本文的研究工作基于水熱沉積法制備硫化銻薄膜,對不同實驗條件下得到的薄膜以及制備的器件進行分析表征,進而使用水熱法制備出致密、平整、具有較大晶粒的硫硒化銻薄膜。另外,研究發(fā)現通過調節(jié)硫源和硒源的加入比例可以方便地調控薄膜的帶隙;以硫硒化銻薄膜作為吸收層所制備的電池器件,結合了硫化銻和硒化銻的優(yōu)點,為提高光電轉換效率的提供了材料性質調控方面的依據。本論文從五個方進行論述。第一章,介紹了太陽能電池的發(fā)展歷史、工作原理和主要性能參數,并對其分類進行了闡述。最后,提出了本論文的研究課題和研究方法。第二...
【文章來源】:中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】:67 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?NRLE各類光伏電池效率研宄進展圖??1.3太陽能電池的基本工作原理及性能參數??
?第1章緒論???均可以參加導電。因此,禁帶寬度對半導體材料的光電性能有很大的影響。表??1.1中列出了幾種太陽能電池用半導體材料的禁帶寬度值。??導帶??雜??^?-?O??_)??Ev??????〇??價帶?>?*?,?*^=???????■???■??????圖1.2半導體晶體材料的能帶示意圖??表1.1幾種太陽能光電半導體材料的禁帶寬度??材料?單晶硅?非晶硅?CuInSe2?CdTe?GaAs?InP??禁帶寬度/eV?1.12?約?1.75?1.05?1.45?1.42?1.34??太陽能電池的基本結構是p-n結,所謂p-n結,是指把p型半導體和n型半??導體結合在一起,從而在兩者交界面處形成的具有特定功能的結構[6]。由帶隙??寬度相同但導電類型不同的同一種材料組成的p-n結稱為同質結,由帶隙寬度不??同的材料組成的p-n結稱為異質結。p型半導體和n型半導體的費米能級不同,??當具有較高空穴濃度的p型半導體和具有較高電子濃度的n型半導體密切接觸構??成p-n結時,在它們的交界面出便會產生載流子濃度差異,如圖1.3所示。根據??擴散原理,電子和空穴均會沿著濃度梯度由高濃度向低濃度擴散。N區(qū)的多數載??流子(電子)擴散向P區(qū)后留下了正離子,因此N區(qū)會成為正電荷區(qū);P區(qū)的多??數載流子(空穴)擴散向N區(qū)后會留下負離子,因此P區(qū)會形成負電荷區(qū)。上??述的結果使P區(qū)和N區(qū)之間出現一個由N區(qū)指向P區(qū)的電場,稱為內電常內??電場會導致電子和空穴發(fā)生與擴散流方向相反的漂移運動。當漂移流和擴散流達??到動態(tài)平衡時,P區(qū)和N區(qū)之間便形成了穩(wěn)定的空間電荷區(qū)。隨著內電場的建立,??p-n結會形成
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]染料敏化太陽能電池的研究進展[J]. 徐聞龍,劉巖,陳卓明,辛斌杰. 材料科學與工程學報. 2020(01)
[2]中國光伏產業(yè)現狀與發(fā)展策略研究[J]. 劉方旭. 科技經濟導刊. 2019(30)
[3]傳統能源結構轉型和新能源發(fā)展的必然趨勢[J]. 鄧歡. 法制與社會. 2019(10)
[4]Composition engineering of Sb2S3 film enabling high performance solar cells[J]. Yiwei Yin,Chunyan Wu,Rongfeng Tang,Chenhui Jiang,Guoshun Jiang,Weifeng Liu,Tao Chen,Changfei Zhu. Science Bulletin. 2019(02)
[5]Development of antimony sulfide–selenide Sb2(S,Se)3-based solar cells[J]. Xiaomin Wang,Rongfeng Tang,Chunyan Wu,Changfei Zhu,Tao Chen. Journal of Energy Chemistry. 2018(03)
[6]脈沖激光沉積功能薄膜的研究進展[J]. 程勇,陸益敏,郭延龍,黃國俊,王淑云,朱孟真,黎偉,米朝偉,曹海源. 激光與光電子學進展. 2015(12)
[7]磁控濺射鍍膜的原理與故障分析[J]. 郝曉亮. 電子工業(yè)專用設備. 2013(06)
[8]水熱法制備薄膜技術[J]. 黃暉,苗鴻雁,羅宏杰,姚熹. 硅酸鹽通報. 2002(06)
碩士論文
[1]太陽能熱光伏電池和固體氧化物燃料電池耦合系統的性能優(yōu)化分析[D]. 董青春.廈門大學 2018
本文編號:3266012
【文章來源】:中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】:67 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?NRLE各類光伏電池效率研宄進展圖??1.3太陽能電池的基本工作原理及性能參數??
?第1章緒論???均可以參加導電。因此,禁帶寬度對半導體材料的光電性能有很大的影響。表??1.1中列出了幾種太陽能電池用半導體材料的禁帶寬度值。??導帶??雜??^?-?O??_)??Ev??????〇??價帶?>?*?,?*^=???????■???■??????圖1.2半導體晶體材料的能帶示意圖??表1.1幾種太陽能光電半導體材料的禁帶寬度??材料?單晶硅?非晶硅?CuInSe2?CdTe?GaAs?InP??禁帶寬度/eV?1.12?約?1.75?1.05?1.45?1.42?1.34??太陽能電池的基本結構是p-n結,所謂p-n結,是指把p型半導體和n型半??導體結合在一起,從而在兩者交界面處形成的具有特定功能的結構[6]。由帶隙??寬度相同但導電類型不同的同一種材料組成的p-n結稱為同質結,由帶隙寬度不??同的材料組成的p-n結稱為異質結。p型半導體和n型半導體的費米能級不同,??當具有較高空穴濃度的p型半導體和具有較高電子濃度的n型半導體密切接觸構??成p-n結時,在它們的交界面出便會產生載流子濃度差異,如圖1.3所示。根據??擴散原理,電子和空穴均會沿著濃度梯度由高濃度向低濃度擴散。N區(qū)的多數載??流子(電子)擴散向P區(qū)后留下了正離子,因此N區(qū)會成為正電荷區(qū);P區(qū)的多??數載流子(空穴)擴散向N區(qū)后會留下負離子,因此P區(qū)會形成負電荷區(qū)。上??述的結果使P區(qū)和N區(qū)之間出現一個由N區(qū)指向P區(qū)的電場,稱為內電常內??電場會導致電子和空穴發(fā)生與擴散流方向相反的漂移運動。當漂移流和擴散流達??到動態(tài)平衡時,P區(qū)和N區(qū)之間便形成了穩(wěn)定的空間電荷區(qū)。隨著內電場的建立,??p-n結會形成
?第1章緒論???均可以參加導電。因此,禁帶寬度對半導體材料的光電性能有很大的影響。表??1.1中列出了幾種太陽能電池用半導體材料的禁帶寬度值。??導帶??雜??^?-?O??_)??Ev??????〇??價帶?>?*?,?*^=???????■???■??????圖1.2半導體晶體材料的能帶示意圖??表1.1幾種太陽能光電半導體材料的禁帶寬度??材料?單晶硅?非晶硅?CuInSe2?CdTe?GaAs?InP??禁帶寬度/eV?1.12?約?1.75?1.05?1.45?1.42?1.34??太陽能電池的基本結構是p-n結,所謂p-n結,是指把p型半導體和n型半??導體結合在一起,從而在兩者交界面處形成的具有特定功能的結構[6]。由帶隙??寬度相同但導電類型不同的同一種材料組成的p-n結稱為同質結,由帶隙寬度不??同的材料組成的p-n結稱為異質結。p型半導體和n型半導體的費米能級不同,??當具有較高空穴濃度的p型半導體和具有較高電子濃度的n型半導體密切接觸構??成p-n結時,在它們的交界面出便會產生載流子濃度差異,如圖1.3所示。根據??擴散原理,電子和空穴均會沿著濃度梯度由高濃度向低濃度擴散。N區(qū)的多數載??流子(電子)擴散向P區(qū)后留下了正離子,因此N區(qū)會成為正電荷區(qū);P區(qū)的多??數載流子(空穴)擴散向N區(qū)后會留下負離子,因此P區(qū)會形成負電荷區(qū)。上??述的結果使P區(qū)和N區(qū)之間出現一個由N區(qū)指向P區(qū)的電場,稱為內電常內??電場會導致電子和空穴發(fā)生與擴散流方向相反的漂移運動。當漂移流和擴散流達??到動態(tài)平衡時,P區(qū)和N區(qū)之間便形成了穩(wěn)定的空間電荷區(qū)。隨著內電場的建立,??p-n結會形成
【參考文獻】:
期刊論文
[1]染料敏化太陽能電池的研究進展[J]. 徐聞龍,劉巖,陳卓明,辛斌杰. 材料科學與工程學報. 2020(01)
[2]中國光伏產業(yè)現狀與發(fā)展策略研究[J]. 劉方旭. 科技經濟導刊. 2019(30)
[3]傳統能源結構轉型和新能源發(fā)展的必然趨勢[J]. 鄧歡. 法制與社會. 2019(10)
[4]Composition engineering of Sb2S3 film enabling high performance solar cells[J]. Yiwei Yin,Chunyan Wu,Rongfeng Tang,Chenhui Jiang,Guoshun Jiang,Weifeng Liu,Tao Chen,Changfei Zhu. Science Bulletin. 2019(02)
[5]Development of antimony sulfide–selenide Sb2(S,Se)3-based solar cells[J]. Xiaomin Wang,Rongfeng Tang,Chunyan Wu,Changfei Zhu,Tao Chen. Journal of Energy Chemistry. 2018(03)
[6]脈沖激光沉積功能薄膜的研究進展[J]. 程勇,陸益敏,郭延龍,黃國俊,王淑云,朱孟真,黎偉,米朝偉,曹海源. 激光與光電子學進展. 2015(12)
[7]磁控濺射鍍膜的原理與故障分析[J]. 郝曉亮. 電子工業(yè)專用設備. 2013(06)
[8]水熱法制備薄膜技術[J]. 黃暉,苗鴻雁,羅宏杰,姚熹. 硅酸鹽通報. 2002(06)
碩士論文
[1]太陽能熱光伏電池和固體氧化物燃料電池耦合系統的性能優(yōu)化分析[D]. 董青春.廈門大學 2018
本文編號:3266012
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