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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • A3. 金属有机气相外延 B2. 半导体砷化镓 B3. 太阳能电池 A1. 晶体形貌
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • The University of Tokyo
  • Taiyo Nippon Sanso Corporation
  • National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
600 条数据
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  • 《AIP会议论文集》[作者 第三届汽车创新与绿色能源汽车国际会议论文集：AIGEV 2018——马来西亚关丹（2018年7月25-26日）] - 作为太阳能电池有前途的材料和缓冲层的In2S3薄膜的化学浴沉积

    摘要： 铜(I)和铟薄膜通过化学浴沉积法(CBD)获得。采用X射线光电子能谱(XPS)重点研究了它们的元素组成和微观结构。通过扫描电子显微镜(SEM)测定了薄膜表面微观结构随反应浴温度和成分的变化情况。

    关键词： 化学浴沉积、太阳能电池、薄膜、缓冲层、硫化铟（In?S?）

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • 类珊瑚状钙钛矿纳米结构用于增强钙钛矿太阳能电池的光捕获与加速电荷提取

    摘要： 通过使用二甲基甲酰胺/异丙醇（DMF/IPA）作为共溶剂进行简便的表面修饰，在致密钙钛矿基础层上生长出一种新型珊瑚状钙钛矿纳米结构层。扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析揭示了这种新形貌的生长机制，其由钙钛矿分解与重结晶、过量PbI?提取以及珊瑚状纳米结构钙钛矿层的依次形成构成。这种珊瑚状钙钛矿纳米结构产生了显著的光散射效应，提升了光捕获效率，从而增强了光电流密度。此外，钙钛矿太阳能电池的几何构型从平面结构转变为体异质结结构，由于所得钙钛矿层与空穴传输层界面处的高比表面积，加速了电荷分离与提取过程。优化后的钙钛矿太阳能电池展现出令人瞩目的19.47%光电转换效率（PCE），而原始电池仅为17.19%。

    关键词： 太阳能电池、体异质结、光捕获、珊瑚状纳米结构、表面改性、钙钛矿

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 具有不同镓含量的Cu(In,Ga)Se2单晶颗粒粉末用于太阳能电池

    摘要： 基于CuIn1-xGaxSe2（CIGSe）单晶粉末的"单晶层（MGL）"太阳能电池技术，是未来实现柔性光伏组件低成本生产的重要技术路径。本研究在720°C真空石英安瓿中，以碘化钾为助熔剂通过液相法制备了二元化合物原料的CIGSe单晶粉末（0≤x≤1）。X射线衍射分析显示：随着镓含量增加，CIGSe单晶粉末的晶格参数呈线性减小，其晶体结构特征明确。光致发光（PL）光谱表明：边缘发射带随镓浓度升高向高能端移动并占主导地位；当x>0.21时出现额外深能级PL带（<1.0eV），且其相对强度随镓含量增加而增强。当[Ga]/([In]+[Ga])比例从0增至1.0时，CIGSe单晶粉末材料的有效带隙能量范围为1.0-1.68eV。采用镓含量x=0.21的CIGSe单晶粉末制备的MGL太阳能电池，实现了12.8%（有效面积）的光电转换效率。

    关键词： Cu(In,Ga)Se2，太阳能电池，结晶粉末，晶体生长

    更新于2025-11-21 10:59:37

  • 碘诱导PbI?多孔形貌调控以实现高性能平面钙钛矿太阳能电池

    摘要： 钙钛矿薄膜的质量对钙钛矿太阳能电池的性能具有重要影响，同时调控钙钛矿薄膜的结晶过程与形貌结构极具研究价值。本研究在顺序沉积法的第一步中采用PbI?/I?混合前驱体替代传统PbI?，从而形成多孔纳米结构的PbI?薄膜。通过调节前驱体中I?的含量，可成功控制PbI?薄膜的形貌及最终钙钛矿薄膜的结构。当I?含量达到最优值时，可获得具有纯相且表面光滑的高质量钙钛矿薄膜。实验结果表明：采用PbI?/I?混合前驱体制备的钙钛矿太阳能电池转换效率高达18.63%，显著高于传统顺序沉积法使用纯PbI?前驱体的对照器件（16.89%）。

    关键词： 多孔PbI2、碘、钙钛矿、顺序沉积、太阳能电池

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 将纳米线融合成薄膜：制备具有增强性能的梯度异质结钙钛矿太阳能电池

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）近期快速提升，但采用传统介观或平面器件结构的现有PSCs仍存在非理想的钙钛矿/空穴传输层（HTL）界面，限制了PCE和器件稳定性的进一步提升。本研究采用CsPbBr3钙钛矿纳米线修饰体相钙钛矿薄膜的表面电子态，在PSCs的钙钛矿/HTL界面形成组分梯度异质结。研究发现纳米线形貌是实现钙钛矿薄膜表面态横向均匀性的关键，从而形成近乎理想的梯度异质结。该研究首次揭示了这种横向均匀性对梯度异质结PSCs性能的潜在影响。所得PSCs展现出高达21.4%的高PCE及优异的工作稳定性，优于未修饰CsPbBr3纳米晶和修饰CsPbBr3纳米立方体的对照器件。本研究表明通过可控杂化钙钛矿纳米线与体相薄膜，有望实现更高效稳定的PSCs。

    关键词： 纳米晶体、形貌控制、异质结、太阳能电池、卤化物钙钛矿

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 具有二价有机基团的准二维杂化有机-无机铜卤材料的光伏效应及增强稳定性展示

    摘要： 基于光活性铅卤钙钛矿的太阳能电池商业化部分受限于其毒性和不稳定性。本研究展示了一种新型铜卤杂化有机-无机材料（含二价阳离子1,6-己二铵(+H3N-C6H12-NH3+)），与使用两倍化学计量单丙铵(C3H7-NH3+)的类似材料相比，该材料展现出更优异的耐热耐湿稳定性。其电子吸收光谱显示间接光学带隙约1.8 eV，非常适合作为硅基叠层太阳能电池顶电池的光活性层。以该二价阳离子材料为光活性层的最佳单结太阳能电池开路光电压超过400 mV，短路光电流密度约30 μA/cm2。这些数值与采用有机单价阳离子的先进铜卤杂化有机-无机材料相当，为该类材料的进一步研究提供了动力。

    关键词： 光伏，二维材料，双阳离子，太阳能电池，卤化铜，混合材料，稳定性，钙钛矿

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 氮掺杂石墨烯量子点：光学性能调控与光伏应用

    摘要： 在本研究中，我们采用自下而上的方法，通过环保的微波辅助水热法，以单一葡萄糖胺为前驱体合成了氮自掺杂石墨烯量子点（NGQDs）。随后利用可控臭氧处理进一步调控了所制NGQDs的结构和光学特性。经臭氧处理的NGQDs（Oz-NGQDs）尺寸减小至5.5纳米，傅里叶变换红外光谱仪检测到含氧官能团的引入/改变（并通过能谱仪证实氧原子原子百分比/重量百分比增加），导致晶格结构发生明显变化且拉曼光谱ID/IG比值改变。伴随结构改变，量子点紫外-可见光吸收减弱，同时可见光（处理时间达16分钟时）和近红外光（处理时间达45分钟时）荧光强度逐步增强。这使得我们能够精细调控NGQDs的光学特性以满足太阳能电池应用需求——通过控制可实现发射增强，而采用蓝光激光或热处理则可实现发射淬灭。将优化后的Oz-NGQDs用于构建太阳能电池光活性层，其最高效率达到2.64%，较未处理NGQD器件提升6倍，填充因子/电流密度提高3倍。本研究表明可通过简便方法调控并优化可规?；票傅腘GQDs光学特性，从而提升太阳能电池的光伏性能。

    关键词： 光伏技术、光学特性、臭氧处理、氮掺杂石墨烯量子点、太阳能电池

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 混合钙钛矿太阳能电池活性面积依赖性性能的新见解

    摘要： 混合钙钛矿薄膜的形貌因其从溶液到固体卤化物钙钛矿相的复杂结晶动力学而对工艺参数高度敏感。该特性对沉积薄膜的器件面积也极为敏感，因此可重复的光电转换效率（PCE）始终是制备大面积活性区域高效光伏器件的瓶颈。本研究聚焦于放大工艺过程中钙钛矿墨水浓度依赖的钙钛矿覆盖层质量与钙钛矿太阳能电池（PSC）PCE之间的关系。场发射扫描电子显微镜图像显示，钙钛矿覆盖层的表面覆盖率取决于钙钛矿溶液浓度和器件面积?；诨钚郧虮浠牡缌髅芏龋↗）-电压（V）及外量子效率测试揭示了形貌依赖的电荷传输/复合路径差异。我们确认在40 wt%前驱体浓度下，钙钛矿墨水能制备出覆盖1 cm2区域的均匀钙钛矿覆盖层。由此，在1 cm2活性面积的PSC上实现了高度可重复的PCE * 13%。总体而言，本发现为理解PSC活性区域依赖的PCE提供了重要新见解。

    关键词： 形态学、混合钙钛矿、电荷传输、光电转换效率、太阳能电池、复合路径

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 调控杂化准二维钙钛矿薄膜中的相位分布与载流子传输

    摘要： 准二维钙钛矿因其高稳定性和易于调控的特性，成为传统三维钙钛矿的有力替代方案。然而，根据器件结构控制相分布仍是主要挑战。本研究通过超快瞬态吸收光谱证实了相纯度与垂直分布的调控方法及其对器件性能的影响。添加乙酸乙酯作为反溶剂可翻转钙钛矿薄膜的生长方向，而采用CH3NH3Cl和二甲基亚砜能减缓晶体生长速率，从而获得更高相纯度。载流子传输方向也随之得到调控。研究发现太阳能电池性能对相纯度的敏感性高于垂直分布。这些发现对于准二维钙钛矿在不同类型器件中的应用具有重要意义——这类应用需要改变相纯度和垂直分布特性。

    关键词： 太阳能电池、载流子传输、垂直分布、相纯度、准二维钙钛矿

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 通过电压依赖性导纳谱对Cu(In,Ga)Se2太阳能电池进行器件模拟

    摘要： 太阳能电池器件的模拟对于理解实际太阳能电池中的缺陷物理和损耗机制至关重要。另一方面，电压依赖的导纳谱为建立Cu(In,Ga)Se?（CIGS）太阳能电池的基准模拟模型提供了关键信息。本文解释了N1信号微弱温度依赖性的成因——该现象既不符合体相缺陷特征，也无法用钼背接触层的简单空穴势垒解释。此外，我们发现在经空气光照处理的CIGS吸收体/缓冲层界面处存在Ed,IF–EV≈0.3 eV的深能级复合活性受主态，这为解释空气光照处理吸收体制备的太阳能电池效率下降提供了依据。通过分析该界面缺陷的电压依赖电容阶跃，我们推导出此前未知的异质结平衡态费米能级位置（接近禁带中央）。暗态J-V曲线模拟帮助我们优化了该吸收体/缓冲层界面缺陷参数，最终确定缺陷密度Nd,IF≈3.5×1011 cm?2，电子捕获截面σn≈4×10?1? cm2，空穴捕获截面σp≈3×10?11 cm2。

    关键词： 器件模拟，铜铟镓硒，导纳谱，缺陷物理，太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:28:48