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oe1(光电查) - 科学论文

12 条数据
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  • 薄膜太阳能电池

    摘要： 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池存在背接触处的高复合损耗以及前接触层的寄生吸收问题。介电钝化层能克服这些限制，实现对界面复合的有效控制——随着薄膜太阳能电池效率提升且厚度减薄以减少贵金属消耗，这一特性变得愈发重要。我们展示了通过原子层沉积技术在CIGS上制备的氧化物基钝化层的光电与化学界面特性。适当的沉积后退火工艺可消除有害界面缺陷并促使CIGS表面重构氧化。不同钝化方案的光电界面特性高度相似，证明无论钝化氧化物中采用何种金属元素，都能有效抑制界面态。当使用氧化铝（Al2O3）作为钝化层时，我们证实其界面电荷会产生额外的场效应钝化作用，形成优于最先进硫化镉（CdS）缓冲层的界面钝化效果?；诟没Ы缑婺Ｐ停颐强⒊鑫扌杞哟ネ及富娜虮趁娼缑娑刍?，相比标准钼背接触实现了1%的绝对效率提升。

    关键词： 铜铟镓硒（CIGS）、硫化镉（CdS）、原子层沉积、氧化、薄膜太阳能电池、复合损耗、氧化铝（Al2O3）、界面钝化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过调节溶剂组成实现CIGS纳米颗粒亚稳相的选择性合成

    摘要： I-III-VI?族化合物在功能性半导体应用中展现出巨大潜力。其中，Cu(In,Ga)S?因其优异的光电性能成为极具前景的候选材料。尽管该材料的多种晶型已引发广泛关注，但针对其相控合成方法的研究仍十分有限。本文报道了通过简单调节溶剂组成实现CIGS纳米粒子亚稳相选择性合成的方法。在湿化学合成过程中，初始晶核的微观结构对最终产物的晶体结构起决定性作用。对于Cu(In,Ga)S?的形成而言，溶剂环境是关键因素——它既能影响单体配位，又能调控Cu-S成核的热力学条件。此外，通过选用纯乙二胺或其与去离子水的混合液作为反应溶剂，可选择性制备纤锌矿和闪锌矿结构的Cu(In,Ga)S?纳米粒子。所合成的纤锌矿型Cu(In,Ga)S?具有1.6 eV的带隙和4.85 cm2/Vs的载流子迁移率，表明其可与六方相CdS构建异质结用于太阳能电池。

    关键词： 纳米粒子，纤锌矿，相选择性，闪锌矿，亚稳态，铜铟镓硒（CIGS）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 在真空条件下原位制造完整Cu(In,Ga)Se2太阳能电池的系统

    摘要： 我们介绍了一种小型物理气相沉积（PVD）系统的开发，该系统用于原位沉积完整铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池所需的所有层。为此系统专门设计和制造了七个溅射磁控管和一个阀门式裂解源，该系统名为"先进研究用溅射技术"（STAR）。STAR旨在开发一种在高真空条件下制备完整CIGS太阳能电池（包括接触层、吸收层、缓冲层和窗口层）的技术，目标是将该技术转移至未来的工业生产线。该系统的性能及其相对较高的产量使其介于研发与工业开发水平之间。该系统可同时进行三个太阳能电池的背接触层、CIGS吸收层和窗口层的沉积工作。我们报告了校准数据、各层沉积参数的选择以及使用STAR开发的完整CIGS太阳能电池的初步结果。

    关键词： 脉冲蒸发、薄膜光伏、铜铟镓硒（CIGS）、溅射

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 量化光伏器件中的大晶格弛豫

    摘要： 采用大晶格弛豫动力学理论分析了铜铟镓硒光伏器件在不同温度和电压偏置下光照长达100小时期间性能的时变特性。开路电压和p型掺杂浓度随电荷注入量增加而升高，在低注入条件下则随温度升高而降低。晶格弛豫现象可同时解释这两种趋势，从数据中提取的激活能分别约为0.9电子伏特（低钠含量器件）和1.2电子伏特（高钠含量器件）。这些器件中，钠含量增加会带来更高的初始p型掺杂浓度且具有更强的稳定性。第一性原理计算修正了(VSe?VCu)复合体的激活能，表明该缺陷并非导致本文观测到的亚稳态现象的原因。

    关键词： 钠含量、晶格弛豫、亚稳态、铜铟镓硒（CIGS）、光伏器件

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有MoOx电子反射层的背壁超晶格CIGS太阳能电池中梯度带隙的模拟

    摘要： 采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS）研究了以MoOx作为电子反射层的背壁超晶格CuInxGa(1?x)Se2（CIGS）太阳能电池模型。重点分析了不同厚度CIGS吸收层对平带隙结构CIGS太阳能电池性能的影响。当CIGS厚度为400 nm时，10 nm MoOx层器件获得最高8.24%的效率。为进一步提升效率，在MoOx层附近建立了梯度带隙结构，当最大带隙值和梯度区长度分别为1.6 eV和240 nm时，效率可从8.24%提升至15.01%。随后研究了该梯度带隙结构提升效率的机理。通过在靠近CdS层的空间电荷区增设梯度带隙结构，效率可小幅提升至15.15%。最终模拟结果表明：当MoOx厚度从10 nm减至1 nm时，效率可从15.15%进一步提高至16.26%。

    关键词： 背壁超晶格、氧化钼（MoOx）、带隙渐变、铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池、SCAPS软件

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 薄膜光伏组件受潮降解分析

    摘要： 为提高薄膜太阳能电池技术的可靠性，需分析并理解受潮引发的性能衰减。本研究全面分析了玻璃-玻璃封装铜铟镓硒（CIGS）组件的受潮衰减现象。通过制备CIGS组件并在湿热环境下进行测试，期间定期测量其电学特性。同时实验研究了组件的各功能层，深入探讨了受潮导致的性能衰减机制。提出改进的二极管模型参数提取方法，用于处理衰减后的I-V曲线数据。最终建立衰减速率模型，定量比较了模型参数衰减对组件功率的影响。研究表明：在湿热环境中，CIGS组件功率衰减主要源于吸收层复合增强效应，而非金属层退化或顶层漏电流影响。

    关键词： 可靠性、二极管模型参数提取、湿气诱导退化、薄膜光伏技术、铜铟镓硒（CIGS）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于太阳能电池多模态X射线显微镜的X射线束感生电流测量

    摘要： X射线束感生电流（XBIC）测量技术能够绘制太阳能电池等电子器件的纳米级性能分布图。理想情况下，XBIC会与其他技术联用在多模态X射线显微成像方案中同步实施。本文展示了一个将XBIC与X射线荧光分析相结合的实例，实现了电学性能与化学成分的逐点关联分析。为获得最佳信噪比，锁相放大技术在XBIC测量中起着关键作用——通过样品上游的光学斩波器调制X射线束，再利用锁相放大器将感生的调制电信号放大并解调至斩波频率。通过优化低通滤波器参数、调制频率和放大增益，可有效抑制噪声从而提取清晰的XBIC信号。类似装置也可用于测量X射线束感生电压（XBIV）。除标准XBIC/XBIV测量外，通过施加偏置光或偏置电压进行XBIC测量，可在原位/工况测试中复现太阳能电池的户外工作条件。最终，这种纳米尺度的多模态多维评估技术，为揭示成分、结构与性能之间的复杂关联提供了新视角，是破解材料范式难题的重要突破。

    关键词： XBIV、太阳能电池、锁相放大器、同步辐射、光伏技术、多模态、XBIC、铜铟镓硒（CIGS）、X射线束诱导电压、X射线显微镜、X射线束诱导电流

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年电气、通信与计算机工程国际会议（ICECCE）- 巴基斯坦斯瓦特（2019.7.24-2019.7.25）] 2019年电气、通信与计算机工程国际会议（ICECCE）- 铜铟镓二硒化物高效太阳能电池的优化

    摘要： 基于铜铟镓硒（CIGS）的太阳能电池已通过软件进行模拟。本研究采用GPVDM软件提出了一种新型结构模型FTO/ZnSe/CIGS/Mo/衬底。重点在于分析低成本材料并通过优化使其效率优于传统CIGS太阳能电池。研究发现：随着CIGS介质厚度增加，光电转换效率显著提升；同时通过对窗口层和缓冲层的材料测试表明，高效模型应采用30纳米氟锡氧化物（FTO）作为窗口层、20纳米硒化锌（ZnSe）作为缓冲层。该结构太阳能电池最终实现了18.51%的转换效率。

    关键词： 薄膜太阳能电池，铜铟镓硒（CIGS），通用光伏器件建模软件（GPVDM），低成本

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • CIGS太阳能电池中的缺陷激活与湮灭：一项原位X射线显微镜研究

    摘要： 采用Cu(In1?xGax)Se2吸收层的薄膜太阳能电池效率受纳米级不均匀性和缺陷限制。传统表征方法难以对器件结构内部埋藏缺陷进行多尺度性能评估。多模态X射线显微镜为研究完整组装太阳能电池的性能提供了独特工具集，可将性能与微观至纳米尺度的成分分布相关联。我们运用该方法绘制了不同吸收层晶粒尺寸Cu(In1?xGax)Se2太阳能电池的温度依赖性复合图谱，评估了相同区域从室温至100℃的性能变化。研究发现大晶粒样品中的低性能区域与缺铜相相关，而小晶粒样品的缺陷与铜分布无关联。两种样品中均识别出特定复合位点类别，其缺陷会随温度激活或湮灭。更广义而言，该方法在器件自身空间分辨率的物理极限下，建立了原位操作与原位X射线显微镜的联合技术体系。作为原理验证，我们展示了施加偏置电压和偏置光照条件下太阳能电池纳米级电流生成的测量结果。

    关键词： X射线束感应电流（XBIC）、太阳能电池、多模态X射线显微镜、X射线荧光（XRF）、铜铟镓硒（CIGS）、X射线束感应电压（XBIV）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 能量转换物理学 () || 10. 光伏能量转换

    摘要： 在光伏设备中，太阳能沿一条与太阳能热电厂截然不同的路径转化为电能。首先，太阳光子的能量通过固态吸收体转化为化学能——这意味着吸收体通过产生电子/空穴（e?/h+）对（即发生以下反应：基态 + ?? → e? + h+），使其电荷载流子发生重排并进入电子激发态。其中??代表能使电子跃迁至激发态的高能光子。随后，通过吸收体的选择性电子/空穴接触电极对导带与价带中载流子集合体的化学能进行空间分离，从而将其转化为电能。通常这种选择性接触只能通过两种接触材料间的特性跃变来实现，例如pn结。由于光照条件下吸收体材料中电子与空穴具有不同的电化学势，这种分离会在针对不同载流子类型的选择性接触间产生电压降。正是接触电极的选择性为太阳能电池引入了内建不对称性，使其成为可用电压源（参见第5.2节）。这一基本工作原理适用于所有类型的光伏电池——从由晶体硅（c-Si）制成的传统电池，到采用铜铟镓硒（CIGS）等多元材料制备的薄膜电池，乃至有机或染料敏化太阳能电池，其原理示意图见图10.1。

    关键词： 电力、固态吸收体、太阳能、光伏、PN结、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、铜铟镓硒（CIGS）、薄膜太阳能电池、晶体硅、电子/空穴对

    更新于2025-09-11 14:15:04