Ⅱ-Ⅵ族半导体构建的结场型薄膜电池与纳米偶极子电池进展
(0) 本研究采用磁控溅射方法分别沉积CdS窗口层和CdTe吸收层薄膜。室温溅射沉积时通过在载气中掺入适量的氧气，发现不仅窗口层的带隙得到提高，而且CdS层的覆盖更均匀，降低了CdS和CdTe的互扩散，这些都有效降低了CdTe吸收层与TCO层直接接触形成弱二极管的可能性。而在CdTe吸收层中，通过EBSD分析发现了晶粒中存在大量的E3孪晶。同时，导电原子力显微镜(CAFM)分析发现可明显观察到孪晶的晶粒是电流传输的主要通道，特别是在孪晶的晶界附近。而电池断面的EBSD扫描发现，晶界和薄膜中的孔隙表面不仅不是载流子陷阱，反而载流子收集比晶粒内部更好。经在窗口层和吸收层的沉积、退火工艺优化，中科院电工所制备的CdTe薄膜电池的转化效率与2014年达到了14.4％。 除了传统PN结结场型CdS/CdTe薄膜电池，同时致力于采用同样材料和类似工艺构建新型纳米偶极子薄膜电池的研究。通过将具有铁电性的CdS偶极子颗粒和CdTe半导体吸光介质藕合来制备出的纳米偶极子光伏器件，展现出奇特的vOC受外电场调制的特性。压电力显微镜扫描证实电池薄膜中确实存在电偶极矩矩阵，而TEM和XRD发现这种偶极子是由六方相结构的CdS1-xTey颗粒产生的。通过优化CdS的浓度、高温退火温度、特别是在偶极子颗粒形成的高温退火过程中对薄膜施加偏压电场的独特工艺，首次获得了一批效率超过11%电池，最高效率则达到了11.3%。
薄膜太阳能电池 纳米偶极子太阳能电池 制备工艺 转换效率
刘向鑫 李辉 杨彪 杜忠明 黄芳
中国科学院电工研究所 100190
国内会议
北京
中文
64-65
2014-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）