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oe1(光电查) - 科学论文

11 条数据
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  • 通过电化学原子层沉积法制备的Mo/CIGS/CdS结构

    摘要： 采用电化学原子层沉积法（E-ALD）以逐层方式在钼箔衬底上制备了黄铜矿型CuIn(1-x)GaxSe2（CIGS）薄膜及其硫化镉（CdS）窗口层结构（CIGS/CdS），并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱（EDS）和光电化学（PEC）活性进行表征。XRD显示在钼衬底CIGS层上添加E-ALD CdS层后，衍射图谱从单纯的黄铜矿结构转变为黄铜矿与CdS的复合结构。SEM表明均匀分布的CdS纳米颗粒形成于CIGS层表面，EDS证实成功制备出各层原子比良好的CIGS/CdS结构。PEC性能揭示裸CIGS薄膜呈p型导电性，而CIGS/CdS结构呈n型且p型响应接近零。

    关键词： 光电化学，CuIn(1-x)GaxSe2/硫化镉，黄铜矿，电化学原子层沉积

    更新于2025-11-14 14:48:53

  • 锂掺杂对Cu(In,Ga)Se2薄膜及光伏性能的影响

    摘要： 众所周知，钾（K）、铷（Rb）和铯（Cs）等重碱金属对提升铜铟镓硒（CIGS）光伏效率具有显著效果，但其具体机制仍有待探讨。本研究聚焦最轻的碱金属锂（Li）对CIGS薄膜及器件性能的影响，并与重碱金属进行对比。现有文献已报道元素锂对铜锌锡硫（CZTS）光伏器件增效的积极作用，但本研究表明锂对CIGS的增益效果并不显著。与钠（Na）或铷增强CIGS(112)晶向生长的作用不同，锂未显示出对CIGS晶向的影响。锂与其他碱金属最显著的区别体现在CIGS薄膜的元素深度分布上：钠及重碱金属在CIGS薄膜表层区域（相对贫铜区）呈现浓度峰值，而锂无此趋势，表明其对CIGS表面改性无明显作用。不过研究发现锂仍能小幅提升CIGS的光致发光（PL）峰强度及光伏性能，但该效应相较于其他碱金属较为有限。

    关键词： 铜铟镓硒、锂、薄膜太阳能电池、铷、硫属化物、黄铜矿、碱金属

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用薄硫化铟层对Cu(In,Ga)Se2光伏吸收体进行表面钝化

    摘要： 本研究展示了采用薄层In2S3对Cu(In,Ga)Se2（CIGS）光伏吸收层进行表面钝化及其对器件性能的影响。通过常规硒化金属前驱体法（两步法）和三步共蒸发法制备了两种具有不同表面粗糙度的CIGS样品，用于确定In2S3表面钝化对CIGS表面粗糙度的影响，从而最小化CIGS与缓冲层界面的复合。在裸衬底、钼涂层衬底及玻璃/钼/CIGS样品上，通过化学浴沉积法制备了三种缓冲层（即单层In2S3、单层CdS以及In2S3/CdS双层）。采用XRD、拉曼和紫外-可见-近红外技术分析了所制备缓冲层的相形成与特性。当采用In2S3钝化时，两步法制备的CIGS太阳能电池的功率转换效率显著提升（从6.97%增至9.89%），三步法制备的CIGS电池效率略有提高（从10.1%增至11.0%）。此外，经In2S3表面钝化的两步法和三步法CIGS器件在400-550 nm波长范围内均表现出较高的量子效率。因此，In2S3表面钝化可提升CIGS器件的性能。

    关键词： 黄铜矿，表面钝化，硫化铟，混合缓冲层，铜铟镓硒，双缓冲层

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过第一性原理计算评估铜和银缺失层在黄铜矿基太阳能电池中的作用

    摘要： 黄铜矿是实现高效薄膜光伏的可靠材料平台，其中最著名的Cu(In,Ga)Se?（CIGS）基太阳能电池效率已突破23%?？傻餍澄詹愦丁⒂呕谋砻娲砉ひ找约俺＜毕莸牡缪Я夹蕴匦?，共同造就了黄铜矿光伏器件当前的高性能与未来潜力。研究表明，在CIGS太阳能电池吸收层与缓冲层之间引入贫铜相（又称有序空位化合物OVCs）可提升器件性能，但这类相的整体特性和作用机制尚未明晰。基于含屏蔽杂化泛函的密度泛函理论第一性原理计算，我们探究了铜/银基化合物（ABX?体系，A=Cu/Ag；B=In/Ga/Al；X=S/Se）中OVCs的电子结构、稳定性及其与无缺陷黄铜矿层的能带偏移。通过AB?X?和AB?X?化学计量比作为模型OVC体系，我们揭示了带隙随A/B比例的变化规律，并讨论了其他铜/银基黄铜矿（超越CuInSe?体系）的趋势特征。研究发现，由于X与A原子间p-d相互作用减弱，OVCs的价带和导带能量均低于母体ABX?黄铜矿。通过器件级模拟评估结果表明：OVCs的价带偏移具有优势，但非CuInSe?基吸收体的黄铜矿导带偏移可能在常规太阳能电池设计中产生不利影响。

    关键词： 太阳能电池、密度泛函理论、黄铜矿、带阶、有序空位化合物

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 电沉积堆叠金属层制备的Cu(In,Al)Se?光伏薄膜太阳能电池

    摘要： 展示了一种改进的Cu(In,Al)Se2合成技术，通过依次电沉积Cu/Al/In叠层后进行硒蒸气退火实现。与传统电沉积工艺制备的薄膜相比，该方法具有组分可调、多晶结构优良、纯黄铜矿相、表面形貌均匀致密等优势。通过灵活调节沉积时间参数控制薄膜厚度及各金属沉积浓度，系统研究了铝含量对薄膜晶体结构、表面形貌、光电化学性能及光学电子特性的影响。结果表明：随着铝含量增加，晶体尺寸逐渐减小而Cu(In,Al)Se2薄膜的禁带宽度持续增大。阻抗电位测试证实所制薄膜均为p型半导体，且载流子浓度随Cu/(Al+In)和Al/(In+Al)比值升高而增加。光电化学研究表明：较低铝含量因更窄的禁带宽度促进低能光子吸收，加之较低的载流子密度与较大晶粒尺寸共同有利于光生载流子传输并降低电荷复合，从而获得更高光电流?；谧钣臗u(In,Al)Se2薄膜的太阳能电池经理论建模与模拟，获得17.08%的高光电转换效率，展现出光伏器件的应用潜力。

    关键词： 电沉积、光伏、Cu(In,Al)Se2、黄铜矿、薄膜太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 掺铝(Zn,Mg)O在纯硫化物Cu(In,Ga)S2太阳能电池中提升开路电压的应用

    摘要： 本研究发现，在纯硫化物Cu(In,Ga)S?（CIGS）太阳能电池中，通过提高铝掺杂(Zn,Mg)O（AZMO）层的导带最小值（EC），增强内建电势（Vbi），可降低活化能（Ea）观测到的界面复合。实验观察到，当Mg/(Mg+Zn)比例从0提升至0.23时，AZMO薄膜的光学带隙可从3.56 eV拓宽至3.97 eV，表明EC向真空能级移动。将Mg/(Mg+Zn)比例为0-0.23的AZMO层作为透明导电氧化物（TCO）应用于纯硫化物CIGS太阳能电池时，开路电压随Mg/(Mg+Zn)比例从0增至0.09而显著提升（从0.641 V升至0.713 V），但在Mg/(Mg+Zn)比例为0.23时回落至0.651 V。反向饱和电流密度（J?）在Mg/(Mg+Zn)比例为0.09时降至最低值9.4×10?? A/cm2（相比之下，铝掺杂ZnO（Mg/(Mg+Zn)比例为0）的J?为4.7×10?? A/cm2）。Mott-Schottky曲线显示，随着AZMO层中Mg/(Mg+Zn)比例从0增至0.23，纯硫化物CIGS太阳能电池的Vbi逐渐增强。这些结果表明，通过调控TCO层的EC可提升Vbi，最终因电场增强而降低异质界面复合。

    关键词： 掺铝氧化锌(Zn,Mg)O，黄铜矿，薄膜太阳能电池，内建电势，导带底，Cu(In,Ga)S2

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 镓对化学喷雾热解法制备的梯度Cu(In<sub>1?x</sub>Ga<sub>x</sub>)S<sub>2</sub>薄膜太阳能电池的影响

    摘要： 黄铜矿半导体Cu(In???Ga?)S?（0 < x < 1）因其较高的吸收系数（~10? cm?1）、优异的辐射稳定性、无毒性及可调直接带隙特性，成为薄膜太阳能电池吸收层的潜在候选材料。本研究采用化学喷雾热解法，在不同镓浓度的喷雾溶液中于预加热玻璃基底上沉积三元CIGS薄膜。通过X射线衍射（XRD）、拉曼散射、扫描电子显微镜（SEM）、光学吸收及光致发光（PL）光谱分别研究了CIGS薄膜的结构、形貌、成分及光学特性。X射线谱显示CuIn???Ga?S?薄膜具有黄铜矿晶体结构并呈现显著的(112)晶面择优取向。随着镓含量增加，主要XRD峰位明显向高衍射角偏移，这归因于镓原子在黄铜矿结构中对铟原子的取代。推测CIGS薄膜晶粒尺寸随镓含量增加而减小，且表面形成孔隙。拉曼光谱分析表明喷涂薄膜存在Cu-Au（CA）有序相和黄铜矿（CH）两种结构。通过测量光谱透射率T和反射率R计算的光学特性显示，直接带隙能值随镓含量增加而升高（范围1.41–1.50 eV），表明Cu(In???Ga?)S?化合物具有适用于光伏应用的优异吸光特性。

    关键词： 太阳能电池、薄膜、黄铜矿、光学特性、Cu(In???Ga?)S?、电学特性、喷雾热解、结构特性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 来自DMF分子溶液的高效富铜黄铜矿太阳能电池

    摘要： 理论计算表明，富铜黄铜矿吸收层含缺陷较少，有望比贫铜吸收层实现更优性能。但由于吸收层中残留有害的Cu2-xSe杂质，这一优势尚未得到证实。本研究通过在高氩压条件下硒化二甲基甲酰胺分子前驱体溶液处理的薄膜，报道了高效富铜黄铜矿太阳能电池。XRD、拉曼、SEM、TEM、c-AFM、PL及辉光放电光谱(GDOES)表征显示，高压硒化能制备出具有化学计量比组成、光滑表面、高导电性且晶界无Cu2-xSe的高质量富铜黄铜矿吸收材料，由此制得的CuIn(S,Se)2和Cu(In,Ga)(S,Se)2器件效率分别达14.5%和15.2%，均为非肼溶液体系黄铜矿太阳能电池的最高性能。结果表明，高压氩气硒化是制备高质量富铜吸收层的新策略，对进一步提升黄铜矿太阳能电池效率具有重要潜力。

    关键词： 富铜、黄铜矿、硒化、铜铟镓硒、二甲基甲酰胺、高压

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 压力与温度作用下黄铜矿结构ZnSnX?（X = P、As、Sb）的弹性、热学及晶格动力学特性理论研究：第一性原理计算

    摘要： 我们采用密度泛函理论框架下的超软赝势和广义梯度近似(GGA)，对黄铜矿结构ZnSnX2(X=P, As, Sb)的弹性与热力学性质进行了第一性原理计算。所得平衡态晶格常数与文献报道数据吻合良好。在0-20 GPa高压条件下评估了弹性特征参数，包括弹性常数、体积模量、剪切模量、泊松比、齐纳各向异性指数和压缩率指标。结合准谐德拜模型，确定了0-1200 K温度范围和0-20 GPa压力条件下的热力学性质，包含热容、热膨胀系数、德拜温度、熵值及格林艾森参数?；诎刖楣叵凳讲馑懔瞬煌卵固跫碌牟牧嫌捕取Ｍü悠浊呒罢穸德史治鲅橹ち薢nSnX2的热力学稳定性，并模拟了黄铜矿ZnSnX2的拉曼散射谱与红外吸收谱。

    关键词： 热学特性、晶格动力学性质、黄铜矿、弹性性质

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 用于太阳能应用的铜黄铁矿

    摘要： 太阳能光伏（PV）技术是一种可靠且环保的发电替代方案。现有光伏技术处于不同成熟阶段，从已商业化应用的硅基光伏到仍处于概念研发阶段的量子点及有机/聚合物太阳能电池。其中，因采用铜基黄铜矿材料作为薄层吸光层而得名的黄铜矿太阳能电池，凭借其可调谐的直接带隙、高吸收系数和长期稳定性，成为薄膜光伏技术的领先者之一。在所有铜基黄铜矿材料中，硒化铜铟（CISe）和硒化铜铟镓（CIGSe）最适合作为吸光层材料。尽管基于CISe和CIGSe吸光层的光伏组件已实现数年商业化生产，但该技术尚未完全成熟——在效率提升、制造工艺优化及成本控制方面仍存在改进空间。 本文重点讨论基于CISe/CIGSe的薄膜光伏技术现状，主要聚焦吸光层材料。系统评述了制备这些材料的真空与非真空方法及其优缺点、大规模适用性。通过分析选定工业制造商的通用工艺流程，探讨了CIGSe光伏技术的商业化成熟度。同时剖析了该技术现存瓶颈，并提出了实验室效率提升与制造工艺改进的未来方向。

    关键词： 薄膜太阳能电池，黄铜矿，铜铟镓硒，铜铟硒

    更新于2025-09-10 09:29:36