基于丝网印刷的N型硅基太阳能电池的研制

传统制备P型硅基太阳能电池的方法被应用到N型硅片上,成功制备出n+np+结构的N型硅基太阳能电池。在制备过程中利用补偿法形成np+背结,无需保护背面。最高效率为13.1%(Voc=0.58V,Jsc=31.2mA/cm2,FF=72.4%)。

双配体策略制备大气环境下性能稳定的CsPbIBr_(2)光电探测器

大气环境下溶液法制备的CsPbIBr_(2)钙钛矿薄膜存在薄膜覆盖率低、结晶度差和性能不稳定性等问题.为此,本文提出了一种双配体(卵磷脂(L-α-phosphatidylcholine,LP)和硫氰酸铵(NH_(4)SCN))策略,可在相对湿度不高于60%的大气环境下,利用喷涂法制备出高结晶质量、结构稳定的钙钛矿薄膜.这是由于卵磷脂能够有效降低钙钛矿前驱体溶液的表面张力,提高CsPbIBr_(2)钙钛矿薄膜的覆盖率,并在CsPbIBr_(2)钙钛矿薄膜表面形成一层隔绝水氧的保护层;但同时也会减小晶粒尺寸,形成大量的晶界,造成载流子传输不利.而NH_(4)SCN能够克服卵磷脂的不足,增大晶粒尺寸,提高钙钛矿材料的电学特性.这样,制备出的未封装CsPbIBr_(2)钙钛矿光电探测器(ITO/CsPbIBr_(2)/Au)具有低暗电流密度(2×10^(-4) mA·cm^(-2))、微秒级别的响应时间(20,21µs)和长效稳定性(在相对湿度为40%—60%的大气环境下,储存70天后,仍能保持原光暗电流初始值的81%)等特性.

混合型碘系钙钛矿薄膜变温光致发光特性的研究

研究了阴离子和阳离子混合型碘系钙钛矿薄膜材料的结构、光学性质及光致发光温度特性.研究发现,阴离子混合型碘系钙钛矿(MAPb(BrxI1-x)3,MA+=CH3NH3^+)随着半径较小的Br离子的比例增加(x=0-0.1),薄膜择优取向生长更明显,其光学带隙从1.43 eV到1.48 eV线性增加.在光抽运下,随着工作温度从10 K升高到125 K,纯碘系钙钛矿(MAPbI3,即x=0)可见区光致发光(PL)的峰位轻微的红移;之后至350 K,发生蓝移.而Br-阴离子混合型钙钛矿薄膜的PL峰位只随温度升高持续蓝移.并且在不同工作温度下,Br-阴离子比例x与PL峰位呈现线性关系.对于纯碘系钙钛矿,其高温段激子结合能是37.5 meV;随着Br-的比例的增加,高温段激子结合能会先增大后减小.当x=0.0333,其薄膜PL半高宽随温度升高展宽幅度最小,具有更好的温度稳定性.通过进一步三重阳离子混合和阴离子调节,获得更加优良的混合型碘系耗钛矿(Cs0.05(FA0.85A0.15)0.95Pb(Br0.15I0.85)3,FA+=HC(NH2)2^+)薄膜,为进一步研制太阳能电池和发光器件奠定了实验基础.

超薄氧化硅与氮化钛复合层对光生电子导出的作用

采用湿法化学氧化和直流磁控溅射制备了超薄氧化硅(a-SiO)和高电子浓度的氮化钛(TiN)复合薄膜,研究其对半导体-准绝缘体-半导体(SQIS)光伏器件中晶硅表面的钝化作用。实验结果表明:相对于铝背场电极,该光伏器件的光电转换效率相对提高了20.72%。结合少子寿命测量和AFORS-HET模拟软件分析,揭示了开路电压增加的原因。aSiO/TiN与n-Si有2.28 eV的价带偏移,可以减缓空穴在背部界面的复合,使复合速率降为原先的1/10,从而有效增加开路电压,达到提高异质结器件光电转换效率的目的,为SQIS光伏器件提供了一种工艺简单、制备成本低的背部钝化接触复合材料。