p-CuSCN/n-Si异质结的光电特性研究

采用成本廉价的连续离子层沉积法在n型Si衬底上沉积β相的六方晶体结构的CuSCN薄膜制备了p-CuSCN/n-Si异质结。并通过测试其光照下的I-V和C-V特性对其光电特性以及载流子输运特性与导电机理进行了研究。研究表明,CuSCN/n-Si异质结存在良好的整流特性;由于在p-CuSCN/n-Si异质结界面处的导带补偿与价带补偿相差较大的缘故,在正向电压,无光照下,导电机理为空间电荷限制电流导电,此时空穴电流主导;在光照下,异质结表现出良好的光电响应,因此可以广泛应用在光电探测和太阳电池等领域。

一种基于n-ZnS/p-CuSCN纳米薄膜的高开关比和稳定性紫外光电探测器

通过原位生长法制备了一种CuSCN纳米薄膜紫外光电探测器,在-1 V偏压下,入射光为350 nm时,CuSCN紫外光电探测器的开关比~94,响应/恢复时间~1.41 s/1.44 s。但这种器件仍不能称之为一种高性能的光电探测器。为进一步提高CuSCN纳米薄膜的光电性能,我们制备了一种基于n-ZnS/p-CuSCN复合薄膜的紫外光电探测器,并对制备的样品进行了形貌、成分和性能分析。结果显示,在-1 V偏压下,入射波长为350 nm时,ZnS/CuSCN紫外光电探测器表现出比CuSCN紫外光电探测器更高的光电流和更低的暗电流,分别为1.22×10^(-5)A和4.8×10^(-9)A。基于ZnS/CuSCN纳米薄膜的紫外光电探测器开关比-2542,响应/恢复时间为0.47 s/0.48 s,在350 nm波长下具备最佳的响应度和探测率,分别为5.17 mA/W和1.32×10^(11) Jones。此外,n-ZnS/p-CuSCN复合薄膜在室温下性能稳定,具有作为高性能紫外探测器的潜力。

Cu(SCN)_2-水系电沉积制备CuSCN薄膜

用电化学沉积法,以水作溶剂,在ITO透明导电玻璃上制得p-CuSCN薄膜。探讨了Cu(SCN)2-在水溶 液中的不稳定性及EDTA络合对提高CuSO4和KSCN水溶液稳定性的作用。研究结果表明,未加EDTA络合 剂时,CuSO4和KSCN在水溶液中将分解成CuSCN和(SCN)x;加入EDTA可以制得稳定的CuSO4和KSCN的 水溶液;在-400mV恒电位下,在EDTA与Cu2+的摩尔比为1∶1的水溶液中可以制备出在可见光区透光性好 的CuSCN薄膜,薄膜的平均粒径约为50nm,是p型的β- CuSCN半导体,光学带隙为3.8eV,测得的表面电导 率为0.8×10-3S/cm。

基于硫氰酸亚铜的n-i-p型钙钛矿太阳电池界面能级匹配及稳定性的初步研究

宽带隙的无机空穴传输材料硫氰酸亚铜(CuSCN)具有低成本、高载流子迁移率、良好的稳定性,以及优异的光透过性等优点,是一种非常有潜力的空穴传输层材料。但是目前基于CuSCN空穴传输层的n-i-p型钙钛矿太阳电池(PSCs)的光电转换效率(PCE)比基于spiro-OMeTAD的电池效率低很多,其主要原因为电池的开路电压较低。本研究团队发现钙钛矿吸收层带隙对基于CuSCN的电池开路电压有较大的影响,本文分别制备了基于带隙为1.55 eV,1.60 eV以及1.65 eV的钙钛矿太阳电池,其中基于CuSCN的器件的效率分别为12.8%,14.4%,10.7%(基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳电池效率分别为20.8%,19.1%和17.5%)。通过研究发现1.60 eV带隙的钙钛矿能够与CuSCN空穴传输层(HTL)之间形成较好的界面能级匹配,获得最高的效率,电池的开路电压能够达到1.06 V,电池PCE为14.4%。更重要的是在相对湿度(RH)30%~40%的空气中,未封装的基于CuSCN HTL钙钛矿太阳电池经过120℃处理1 h后仍能够保持原来性能的92.4%,而基于spiro-OMeTAD HTL钙钛矿太阳电池只能保持原来性能的49.7%。这表明基于CuSCN的n-i-p型钙钛矿太阳电池具有良好的热稳定性,是制备稳定钙钛矿太阳电池的理想空穴传输材料之一。