水热及溶剂热制备形貌可控CuInS_2光伏材料的研究进展

纳米CuInS_2材料是一种直接带隙半导体材料,其禁带宽度为1.50eV,吸收系数高达10~5cm^(-1),在太阳电池领域有着广阔的应用前景。水热及溶剂热法是液相制备纳米粉体的常用方法之一,其用于制备形貌可控的CuInS_2光伏材料具有独特的优势。介绍了黄铜矿型CuInS_2晶体的结构和性质以及水热及溶剂热法的原理和特点;综述了近年来国内外水热及溶剂热法制备不同形貌与结构CuIS_2光伏材料的研究现状,研究了其制备特点及制备机理;最后探讨了目前存在的问题及今后研究的方向。

退役Cu(InGa)Se_(2)光伏层压件封装材料热解物理场模拟及温度优化

在氮气氛围下,研究了不同热解温度时退役Cu(InGa)Se_(2)光伏层压件封装材料的气态产物组成及各组分的生成行为。以节能降碳为控温依据,选取467℃为目标热解温度,并以438 oC和497℃为对照温度,进行建模分析和模型验证。通过热-流复合物理场模拟,优化调整后的实际目标、对照热解温度为490、465和525℃。可以发现,将目标热解温度467℃调整至490℃后可将平均温度误差由57.18℃减小至5.76℃,下降约89.93%。在490、465和525℃温度下,当热解温度进入200℃以上的高温区间时,平均误差分别仅为3.62、4.72和3.29℃。这表明所建立的模型在高温区间内具有良好的准确性和指示作用。

机械力诱导自蔓延法制备CuInSe_2光伏材料

将Cu、In、Se单质粉末研磨制备了黄铜矿型的CuInSe_2(CIS)多晶粉末。研磨过程中冒出红色烟雾,发生了机械力诱导自蔓延反应(MSR)。通过实时温度监测,发现研磨初期温度变化不明显;发生反应时,温度迅速升高。讨论了MSR法制备CIS光伏材料的反应机理,并用SEM、EDS、XRD和TEM对制备的粉末进行了表征,观察和分析了样品的表面形貌、成分和组织结构。结果表明,粉末样品的颗粒尺寸小于15μm,产物为富铜的黄铜矿型CuInSe_2化合物,且为多晶态。

还原石墨烯-CuInS_2复合材料的制备及光伏性能

利用溶剂热法制备了新型的还原石墨烯-CuInS2（rGO-CuInS2）复合材料.通过 X射线衍射（XRD）、Raman光谱、紫外-可见吸收光谱（ UV-Vis）、荧光光谱（ PL）、透射电子显微镜（ TEM）及高分辨透射电子显微镜（ HRTEM）等对所得材料的结构进行了表征.结果表明， rGO-CuInS2复合材料中CuInS2的尺寸为3-5 nm.将不同组成的rGO-CuInS2复合材料应用于杂化太阳能电池，结果发现，与还原石墨烯（ rGO）的能量转换效率相比， rGO-CuInS2复合材料的能量转换效率得到明显提高，通过对不同组成的rGO-CuInS2复合材料制备的太阳能电池器件进行分析，得到性能达到最高效率（1.10%）时复合物的最佳组成.

“2+1”现代学徒制培养模式下顶岗实习的探析——以光伏材料制备技术专业为例

如何更好地保障高职院校学生的培养质量,使学生在校所学与企业实际所需无缝对接,是高职院校各专业在发展过程中需要去解决的问题。“2+1”现代学徒制培养模式的出现可以有效解决此问题。笔者以光伏材料制备技术专业为例,通过设计“2+1”现代学徒制培养模式下顶岗实习的方案及实施过程,实现了学生的教学内容与岗位要求相结合、人才培养要求与企业需求零距离对接,提升了人才培养质量和就业质量。

TiO_2纳米材料的光伏应用

TiO_2纳米材料因为其独特的结构特性在许多方面得以应用。该文主要综述了TiO_2纳米晶电极、TiO_2纳米二极管在太阳能电池中的光伏应用,为降低能量损耗和提高太阳能电池的效率提供了新的思路和方法。

铜铟硒光伏材料的制备技术

黄铜矿型的CuInSe2(CIS)是CIS太阳能电池的核心材料,CIS材料的制备技术对太阳能电池的效率和成本有极大影响。CIS材料性能的理论研究推动了单晶制备工艺,而粉体材料制备技术因有望用于太阳能电池的低成本制备而逐渐受到重视,薄膜材料的制备工艺则随着薄膜太阳能电池的研究得到极大发展。阐述了单晶、粉体和薄膜等CIS光伏材料的制备方法,介绍了几种典型的制备技术,并总结了这几种方法的技术特点。

蒸镀Cu-In合金硒化制CuInSe_2薄膜

利用两源蒸镀 Cu- In合金膜 ,在半封闭石墨盒中硒化 ,制备了具有单一黄铜矿结构的Cu In Se2 ( CIS)薄膜 .实验研究了合金膜组分与薄膜结构、形貌的关系 .探讨了不同硒化温度对 CIS薄膜组织结构、成分和晶粒尺寸的影响 .结果表明 ,单一结构有利于 Cu- In合金膜的均匀和平整 .硒化过程中 ,随着硒化温度的升高 Cu的损失量增加 ,In的损失量相对减少 ;在 30 0°C硒化时开始出现 CIS黄铜矿结构 ,35 0°C硒化所得薄膜绝大多数为 CIS结构 ,5 0 0°C制得单一结构的

p型CuInS_2花状微球的液相可控合成及其电学性能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,在乙二醇(EG)中进行溶剂热反应,成功合成了四方晶系CuInS2花状微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)以及紫外-可见吸收光谱等表征其形貌、结构及成分,并构建了基于其的底栅型场效应器件(Back-gate FET)。实验结果表明:p型CuInS2微球所需合成温度为200℃,禁带宽度为1.62eV,电导率约为2S·cm-1。CuInS2微球有望用于低耗、高效CuInS2基光伏器件的制备。

La_(2)Mo_(2)O_(9)掺杂钛酸铋钠铁电陶瓷的微观结构与光电性能

铁电陶瓷的极化内建电场可分离光生载流子并有效降低载流子间的复合率,但是其高带隙限制了对光的吸收。本文以具有良好铁电性能的Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3(BNT)陶瓷为基体,通过掺杂La 2Mo 2O 9降低光学带隙,提高光电流密度。样品使用传统固相法制备,随后分析了此陶瓷的XRD、拉曼、光吸收、光电流、铁电和介电性质。结果表明,La 2Mo 2O 9掺杂能显著提高光吸收强度,随其含量增加,光学带隙值先明显下降,然后缓慢增加。在掺杂含量为0.7%(摩尔分数)时,陶瓷的带隙值最低为1.57 eV,远低于纯BNT陶瓷的2.9 eV,对应的最大光电流密度和开路电压为71.06 nA/cm 2和4.40 V,得到的最大输出功率为312.7 nW/cm 2,并且随时间增加变化不大,同时保持很好的铁电性能。研究结果表明,La 2Mo 2O 9改性BNT铁电陶瓷是一种非常有前景的铁电光伏材料。

化合物半导体Cu2ZnSnS4太阳电池与人工光合作用制氢

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,将成为未来新能源的重要组成部分.目前人们除了利用太阳能光伏发电以外,还有利用仿生光合作用将太阳能转化为化学能、利用半导体光电极分解水制氢等方式.而在半导体材料中,低成本环保型的化合物半导体光伏材料(如Cu2ZnSnS4等)具有优良的光伏发电性能,同时也非常适合作为太阳光分解水制氢的材料.文章综述了近年来在Cu2ZnSnS4光伏电池及其太阳光分解水制氢领域的研究进展.

太阳电池新材料新方法

该文叙述了发展低成本、高效率太阳电池光伏有源材料CuIn1 xGaxSe2 (CIGS)和新式薄膜电淀积技术的优点。详细报告了该研究项目采用的新式CIGS薄膜电淀积的整个实验制作过程 ,给出了在香港政府创新科技基金资助下的第一阶段所取得的成果。实验结果已证明 :采用这种简单而新颖的电淀积方法能制得光伏用的多晶半导体CIGS薄膜材料。通过测试确定了这种材料具有四方晶体结构、特征峰为 (112 ) ,(2 0 4,2 2 0 )的多晶CIGS材料。已测得连续分布的薄膜层厚约 1 6 μm ,晶粒的平均大小约 2 μm长 ,具有太阳电池所需的材料质量。实验还证明 :此法可重覆生产出厚度和质量相近的CIGS薄膜。该文也做了有关技术的讨论和分析。这种新式的材料和薄膜技术对生产商品化低成本、高效率薄膜太阳电池无疑是非常有希望的。

TiO2纳米结构在染料敏化太阳电池中的应用

利用纳米结构材料作为光阳极制备的染料敏化太阳电池被称为纳米结构染料敏化太阳电池(NDSSC)。一般而言,它由纳米结构金属氧化物半导体的光阳极、染料敏化剂,电解质和对电极等几个部分组成。目前,纳米结构光阳极的研究主要集中在如何优化设计和成功制备各种纳米结构的光阳极材料,以改善NDSSC的光电转换性能。本文着重介绍了各种TiO2纳米结构,例如TiO2晶粒薄膜、TiO2准一维纳米结构、TiO2纳米复合物膜层、TiO2核-壳纳米结构、TiO2量子点敏化结构以及串联电池结构等在NDSSC中的应用,并评论了它们最近的主要研究进展。

胶体Cu_2CdSnS_4纳米晶的合成与其性质研究(英文)

用简易的溶液化学方法合成了胶体Cu2CdSnS4纳米晶.透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM),能谱(EDS),X射线衍射(XRD),X射线光电子谱(XPS)和UV-vis-NIR吸收光谱测试表明Cu2CdSnS4胶体纳米晶具有均一的尺寸分布和良好的结晶性,并具有四面体结构.纳米晶中Cu/Cd/Sn/S的化学计量比约为2.07:0.75:1.26:3.92,Cu、Cd、Sn和S四种元素的化学态分别为+1、+2、+4和-2价,与Cu2 CdSnS4分子式中的化学态一致.通过外推法估算Cu2CdSnS4纳米晶的禁带宽度为～1.3 eV.

新型薄膜窄带隙光伏材料β-FeSi_2的研究进展

环境友好半导体薄膜材料β-FeSi_2具有0.85 eV的直接带隙结构、吸收系数大、对太阳光谱利用范围宽、原材料丰富、稳定性好等优点,被认为是一种非常有前途的窄带隙光伏材料。介绍了β-FeSi_2薄膜基本结构及其光电特性,分析了国内外关于β-FeSi_2薄膜光伏材料和器件的研究现状,指出了目前该领域研究中存在的问题和发展趋势,给出了在这方面取得的初步研究结果。

L-半胱氨酸分子辅助溶剂热合成铜铟硫光伏材料

以CuCl2·2H2O为铜源,InCl3·4H2O为铟源,L-半胱氨酸为硫源,N,N二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide,DMF)为溶剂,在180℃下反应16h合成了CuInS2微晶。用X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱、场发射扫描电子显微镜对产物的结构、形貌、相组分进行表征。结果表明产物是由厚度为10～50nm纳米片组成的球状CuInS2微晶。并对由纳米片组成的球状CuInS2微晶的形成机理进行了简单探讨。

AZO-SiO_2-Si材料中二维侧向光伏效应的研究

采用旋转涂覆法在被氧化的硅基底片上形成掺铝氧化锌(AZO)薄膜,再经过真空烘干后制成AZO-Si O2-Si金属氧化物-氧化物-半导体材料样品。使用波长785 nm、功率5 m W的激光在二维方向上扫描样品,绘制出侧向光伏与激光照射点的关系曲线图,研究其二维侧向光伏效应。激光沿一定轨迹扫描金属氧化物-氧化物-半导体结构样品后,利用Origin软件将测得的实验数据拟合成实验结果图。为了更深层次的研究AZO-Si O2-Si结构中的侧向光伏效应,根据电子跃迁、载流子扩散和能带结构理论,结合前人的研究成果建立物理模型。研究显示,作为一种新型的高精度传感器,样品电极点连线区间内测得的侧向光伏曲线灵敏度为90.35 m V·mm-1、线性相关系数为0.9987,因而AZO-Si O2-Si结构可以用作高精度位移传感器(PSD)。实验结果显示激光扫描线偏离电极连线时,线性相关系数和灵敏度都会减小。在垂直于电极连线方向上,虽然侧向光伏曲线没有良好的线性相关性和较高的灵敏度,却具有高度的对称性,AZO-Si O2-Si结构可以用作距离校准传感器(RCD)。

Cs_(2)SnI_(6)低指数晶面稳定性的第一性原理计算研究

Cs_(2)SnI_(6)是一种稳定且环保的卤化物钙钛矿材料,在光伏和光电应用方面具有巨大潜力。虽然表面性质对于光电器件的制备至关重要,但目前尚没有对该材料开展相关的理论研究。利用密度泛函理论计算结合SCAN+rVV10泛函,本工作研究了Cs_(2)SnI_(6)的(001)、(011)和(111)表面以揭示其热力学稳定性。针对每个表面,研究考虑了具有不同截断的模型,包括两个沿(001)方向(分别为CsI_(2)和SnI_(4)终止的表面),两个沿(011)方向(分别为I_(4)和Cs_(2)SnI_(2)终止的表面)和三个沿(111)方向(分别为非化学计量比的CsI_(3)、Sn和满足化学计量比的CsI_(3)终止的表面)。由于大多数表面模型是非化学计量比的,它们的相对稳定性取决于实验制备条件,因此需要考虑组成元素的化学势。通过确定允许的化学势区域,研究分析了这些表面的热力学稳定性。结果表明,(001)和(011)面的表面能会受到化学势的影响,而满足化学计量比的CsI_(3)终止的(111)表面不受化学势影响,是Cs_(2)SnI_(6)最稳定的表面。该结果说明,近期实验普遍观察到的暴露(111)面的晶体是受热力学稳定性驱动形成的。

CuInS_2薄膜太阳能电池

近年来,CuInS2作为太阳能电池光吸收材料,由于其优异的综合特征已经引起人们的广泛关注.文章介绍了CuInS2太阳能电池的发展历史和研究现状,综述了有关CuInS2材料结构与特性,制备方法和反应动力学,元素掺杂和后处理工艺对电池性能的影响以及窗口材料等方面的研究成果,评述了CuInS2太阳能电池的产业化进展及基于电沉积-硫化方法制备CuInS2薄膜太阳能电池的低成本产业化技术,展望了CuInS2太阳能电池的发展前景.

TiO_(2)/Si与TiO_(2)-SnO_(2)/Si的制备及表面光伏特性

用溶胶 -凝胶法在 p型单晶硅的表面镀上一层TiO2 或TiO2 -SnO2 纳米结构薄膜 ,并用表面光电压谱 (SPS)研究了TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的表面光伏特性 .结果表明 ,在单晶硅表面镀一层TiO2 或TiO2 -SnO2 薄膜后所得的复合纳米材料的光伏效应比单晶硅提高了 1个数量级 ,且在 4 0 0～ 70 0℃热处理温度范围内TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应均随着温度的升高而增强 ,同一温度下TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应比TiO2