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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 由纳米晶机械合金化粉末制备的Sb2Se3薄膜的线性和非线性光学特性

    摘要： 通过机械球磨Sb和Se元素制得Sb2Se3粉末。X射线衍射分析表明形成了正交晶系的Sb2Se3相，该结论同时得到X射线光电子能谱和拉曼光谱的验证。磁学测量显示Sb2Se3粉末具有铁磁性特征。以该粉末为前驱体通过热蒸镀法制备出薄膜材料，光学测试表明其具有高吸收系数和1.61 eV的直接带隙，因而具备光伏转换应用潜力。薄膜折射率色散(n)符合柯西色散方程，研究证实其遵循Wemple-DiDomenico单振子色散模型，由此推导出振子能量E0和色散能量Ed。利用Spitzer-Fan模型获得高频介电常数ε∞及载流子浓度N/m*比值。此外基于折射率色散研究测定了维尔德常数V，同时确定了Sb2Se3薄膜的三阶非线性极化率χ(3)及非线性折射率。该材料的纳米结构不仅导致其呈现强非线性特性，同时也是其低磁性的成因。

    关键词： 非线性光学性质、光学性质、热沉积、硒化锑（Sb2Se3）、机械球磨

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • Sb2Se3薄膜太阳能电池中用于降低开路电压损耗的替代缓冲层

    摘要： 提出采用替代缓冲层的硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳能电池结构，通过最小化开路电压偏移(Voc,offset)来提升效率。不仅优化了吸收层/缓冲层(ΔEC-BA)的导带偏移，还优化了缓冲层/透明导电氧化物(ΔEC-TB)的导带偏移。针对不同结构的Sb2Se3太阳能电池，分别建立了准中性区(Rb0)和吸收层/缓冲层界面(Ri0)的电压无关复合速率模型。电池结构的改进使得Ri0和Rb0降低，从而减小了Voc,offset。研究发现Mo/MoSe2/Sb2Se3/TiO2/ZnO0.4S0.6/Zn0.93Mg0.07O/ZnO:Al电池结构具有0.29 eV的ΔEC-BA和-0.2 eV的ΔEC-TB，能显著将Voc,offset降至约0.52 V，效率提升至15.46%。

    关键词： 复合速率，硒化锑（Sb2Se3），开路电压偏移，器件结构，替代缓冲层

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过添加低晶格失配的CuSbSe2空穴传输层提高Sb2Se3太阳能电池效率

    摘要： 作为优异的光吸收材料，硒化锑（Sb2Se3）已吸引研究者探索其在太阳能电池中的应用。目前Sb2Se3太阳能电池效率仍较低，这源于载流子浓度不足和背面复合严重。本研究通过共溅射Sb2Se3与铜靶材制备了额外CuSbSe2薄膜作为空穴传输层，该工艺降低了吸收层表面粗糙度与背面复合，有利于载流子收集。得益于CuSbSe2薄膜较高的载流子浓度及铜的适度扩散，吸收层载流子浓度显著提升，从而有效提高了Sb2Se3薄膜太阳能电池的开路电压（Voc）。最终我们获得了效率为5.87%的FTO/CdS/Sb2Se3/CuSbSe2/Au太阳能电池，较基础效率提升超过25%。

    关键词： 载流子浓度，CuSbSe2，共溅射，Sb2Se3，晶格失配

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • ??掺杂对Sb?Se?薄膜的高效缺陷钝化及其高性能太阳能电池应用

    摘要： 半导体中的缺陷决定了载流子输运与复合过程，这是影响太阳能电池功率转换效率的关键因素之一。本研究证明，引入碲元素可精确调控Sb2Se3薄膜中Se/Sb的原子比例，成功获得富硒与富锑两种Sb2Se3薄膜。通过器件制备与深能级缺陷光谱表征，我们实验揭示：富硒Sb2Se3更易形成SeSb和VSb缺陷，而富锑条件则促进SbSe和VSe缺陷生成。当Sb2Se3中存在适当过量硒时，相比原始Sb2Se3基太阳能电池，其净效率提升达2%。本研究为调控Sb2Se3太阳能电池缺陷形成提供了有效策略，为进一步提升Sb2Se3太阳能电池效率指明了方向。

    关键词： Sb2Se3、缺陷钝化、碲掺杂、太阳能电池、载流子传输

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 受控溅射压力对衬底配置太阳能电池用高质量Sb2Se3薄膜的影响

    摘要： 磁控溅射已成为Sb2Se3薄膜光伏领域的有效方法。研究发现，后硒化处理对获得具有理想结晶度和取向的化学计量比溅射Sb2Se3薄膜至关重要。然而，溅射工艺对Sb2Se3器件性能的影响鲜少被探究。本研究系统考察了工作压力对溅射Sb2Se3薄膜太阳能电池的影响。采用高（1.5 Pa）与低（1.0 Pa）双工作压力的双层结构溅射工艺可获得高质量Sb2Se3薄膜，该结构有利于提升薄膜结晶度与择优取向。最终，冠军器件实现了5.5%的优异光电转换效率。

    关键词： Sb2Se3、磁控溅射、衬底配置、硒化后处理、工作压力、薄膜太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 两步法中硒化温度对Sb2Se3薄膜及太阳能电池性能的影响

    摘要： 本工作首次采用电子束（e-beam）蒸发结合硒化工艺（两步法）制备了硒化锑（Sb2Se3）薄膜，并系统研究了硒化温度对Sb2Se3薄膜及太阳能电池性能的影响。证实形成了纯多晶Sb2Se3，且随温度升高，(hk1)和(hk2)晶面衍射强度降低而(hk0)晶面增强。但当温度超过360°C时，Sb2Se3晶粒逐渐由圆形转变为棒状，并观察到薄膜中出现凹坑和裂纹。360°C制备的Sb2Se3薄膜平均晶粒尺寸为450 nm，表面粗糙度42 nm，光学带隙1.24 eV，载流子浓度4.99×1012 cm?3。对应太阳能电池最佳光电转换效率达1.15%。结果表明：采用电子束蒸发Sb后经适宜温度硒化的工艺，是制备高质量太阳能电池用Sb2Se3薄膜的有效方法。

    关键词： Sb2Se3，电子束蒸发，太阳能电池，硒化温度，薄膜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 解密Sb2Se3中关键缺陷的作用——一种极具潜力的硫属化合物太阳能电池候选材料

    摘要： 本文采用最先进的量子计算方法，对光伏应用中极具潜力的吸收材料Sb2Se3进行了全面研究，以阐明缺陷对其电学性能的影响。结果表明，尽管Sb2Se3的稳定存在范围较窄，但由于Sb/Se体系中不存在其他可能稳定的竞争二元相，该材料易于合成。计算证实本征n型缺陷难以形成，因为Sb空位会抑制费米能级接近导带底。相反，由于SbSe反位缺陷的存在，该材料预期呈现本征p型半导体特性。掺杂是调控载流子浓度及类型的重要技术手段?；诖耍颐茄芯苛硕嘀滞庠慈毕荨捎梦屯銮坎牧瞎逃衟型特性，利用卤素元素（Cl、Br、I）实现Sb2Se3的n型掺杂。研究结果表明，Sb2Se3:Cu(p)/Sb2Se3:I(n)可能成为光伏器件中可行的同质结结构。

    关键词： 点缺陷、硫属化合物、吸收层、光伏、Sb2Se3、建模、密度泛函理论

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • Sb2Se3光伏吸收材料及薄膜太阳能电池研究综述

    摘要： 利用环保且经济高效的太阳能电池发电是发展清洁可再生能源经济的关键环节。过去几十年间，具有高吸收系数（>10? cm?1）和理想带隙（1-1.5 eV）的无毒、地壳丰量材料作为光伏吸收层备受关注。其中硒化锑（Sb?Se?）作为光伏吸收材料展现出良好前景，其功率转换效率（PCE）相比其他新兴化合物持续提升。最新研究表明，采用经济型新型化合物制备的ZnO:Al/ZnO/CdS/TiO?/Sb?Se?/MoSe?/Mo器件已实现9.2%的转换效率?；谡庑┙?，本文综述了Sb?Se?薄膜材料特性及Sb?Se?基太阳能电池的最新研究进展。分析显示，这类薄膜太阳能电池因具备适宜带隙和高吸收系数而具有良好光管理性能，但载流子管理（即光生载流子收集效率）仍需显著改进。本研究系统梳理了材料特性与器件性能的基础认知，并指出了突破太阳能电池性能限制因素的主要研究方向。

    关键词： Sb2Se3，开路电压亏损，光伏，薄膜太阳能电池，载流子管理

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过界面工程采用无毒缓冲层提升柔性Sb2Se3太阳能电池效率

    摘要： 薄膜硒化锑（Sb2Se3）太阳能电池作为极具潜力的地球丰产光伏技术已引发全球关注。虽然Sb2Se3太阳能电池通常采用衬底上结构制备，但衬底下结构器件在衬底材料选择上更具灵活性，这对柔性器件尤为重要。然而目前所有衬底下型Sb2Se3太阳能电池都使用化学浴沉积法合成的CdS作为缓冲层，该过程会导致Sb2Se3表面退化从而限制电池性能。此外有研究报道在低真空条件下沉积后Sb2Se3表面会形成污染层。本研究展示了一种提升Sb2Se3太阳能电池光电转换效率（PCE）的简易策略：采用In2S3替代CdS，并实施化学蚀刻与后续退火的两步处理法。结果表明，该联合处理先去除污染层再钝化界面缺陷，使PCE从1.6%提升至5.35%，增幅超三倍。界面缺陷的有效钝化归因于处理后在Sb2Se3吸收层表面形成了薄层结晶态Sb2O3。结论表明，优化的两步处理为提升PCE提供了简便有效途径，而用无毒In2S3替代有毒CdS则展示了开发柔性无毒性Sb2Se3太阳能电池的新器件设计方案。

    关键词： 悬挂键、薄膜、柔性太阳能电池、Sb2Se3、In2S3

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 自修复良性晶界及高缺陷Sb?Se?-CdS界面层在Sb?Se?薄膜光伏器件中的证据

    摘要： Sb2Se3的晶体结构赋予了其独特性能，这是传统薄膜光伏材料（如CdTe或Cu(In,Ga)Se2）无法实现的。先前有观点认为，只要破坏(Sb4Se6)n带状结构间微弱的范德华力，晶界就能呈现良性特性。最新研究表明，即使切割(Sb4Se6)n带状结构的晶界也能抑制非辐射复合现象，这源于一种卓越的自愈过程——晶界原子通过弛豫作用消除带隙内的电子缺陷态。但由于载流子在(Sb4Se6)n带状结构上具有更高迁移率，晶界仍会阻碍电荷传输。特定取向错位的晶界甚至能有效阻隔电荷收集。此外研究发现，由于Sb与Se的相互扩散，CdS不适合作为Sb2Se3的发射极材料，这种组合会形成高缺陷密度的Sb2Se3界面层，可能通过界面复合效应降低器件效率。

    关键词： Sb2Se3-CdS界面、晶界弛豫、晶粒织构、柯肯达尔空位、Sb2Se3光伏器件

    更新于2025-09-19 17:13:59