三元体系化学水浴法制备ZnS薄膜结晶性能的研究

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作者 王应民 孙云 +3 位作者 蔡莉 杜楠 孙国忠 李禾 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A04期1512-1515,共4页

太阳薄膜电池ZnS缓冲层一般以氨水为主络合剂、水合肼为辅助络合剂二元络合体系化学水浴法制备。实验发现以氨水为主络合剂、水合肼和柠檬酸为辅助络合荆三元体系制备的ZnS薄膜质量明显要比氨水、水合肼二元体系的ZnS薄膜好。薄膜表面... 太阳薄膜电池ZnS缓冲层一般以氨水为主络合剂、水合肼为辅助络合剂二元络合体系化学水浴法制备。实验发现以氨水为主络合剂、水合肼和柠檬酸为辅助络合荆三元体系制备的ZnS薄膜质量明显要比氨水、水合肼二元体系的ZnS薄膜好。薄膜表面更加光亮、平整，光透过率能得到明显提高。从实验现象和测试结果来看，随柠檬酸浓度增加，在反应溶液中无定形态白色沉淀明显减少，ZnS薄膜结晶性能也得到明显提高，ZnS薄膜光透过率升高。柠檬酸浓度为0．15mol／L时，薄膜光透过率达到85％左右，完全满足太阳能电池的要求；继续增加柠檬酸的量，薄膜光透过率趋于一致，光透过率略有回落。 展开更多

关键词 化学浴沉积法 ZNS薄膜 透射光谱 柠檬酸

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In2Se3薄膜生长及结晶择优取向的影响因素研究

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作者 王兴磊 敖建平 +4 位作者 何青 李凤岩 杨宇 王茺 孙云 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期420-425,共6页

(In,Ga)_2Se_3薄膜的生长结晶性的好坏直接影响着在其基础上化合生长的Cu(In,Ga)Se_2(CIGS)薄膜以及CIGS太阳电池器件的性能。实验就多源共蒸发制备In_2Se_3预制层工艺中3个主要条件,即衬底材质、Se源温度、衬底温度进行研究。分析讨论... (In,Ga)_2Se_3薄膜的生长结晶性的好坏直接影响着在其基础上化合生长的Cu(In,Ga)Se_2(CIGS)薄膜以及CIGS太阳电池器件的性能。实验就多源共蒸发制备In_2Se_3预制层工艺中3个主要条件,即衬底材质、Se源温度、衬底温度进行研究。分析讨论上述3种因素对In_2Se_3薄膜的结晶生长和择优取向生长的影响。发现:在Mo/苏打石灰玻璃(Mo/SLG)衬底上生长,Se源温度在270℃以上或衬底温度为380～400℃的较高温度时,制备的In_2Se_3预制层是单一晶相的In_2 Se_3,其X射线衍射峰是以(110)和(300)峰为择优取向。反之,生长在苏打石灰玻璃(SLG)衬底上,Se源温度为230℃以下或衬底温度为较低温度300℃时,In_2Se_3预制层结晶质量较差,其X射线衍射峰则多以In_2Se_3(006)衍射峰为择优取向。 展开更多

关键词 In2Se3薄膜 CU(IN GA)SE2 择优取向 太阳电池

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一步法电化学沉积Cu(In1-x， Gax)Se2薄膜的特性 被引量：8

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作者 敖建平 孙国忠 +6 位作者 闫礼 康峰 杨亮 何青 周志强 李凤岩 孙云 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1073-1079,共7页

在CuCl2、InCl3、GaCl3及H2SeO3组成的酸性水溶液电沉积体系中,对Mo/玻璃衬底上一步法电沉积Cu(In1-x,Gax)Se2(简写为CIGS)薄膜进行了研究.为了稳定溶液的化学性质,在溶液中加入邻苯二甲酸氢钾和氨基磺酸作为pH缓冲剂,将溶液的pH值控制... 在CuCl2、InCl3、GaCl3及H2SeO3组成的酸性水溶液电沉积体系中,对Mo/玻璃衬底上一步法电沉积Cu(In1-x,Gax)Se2(简写为CIGS)薄膜进行了研究.为了稳定溶液的化学性质,在溶液中加入邻苯二甲酸氢钾和氨基磺酸作为pH缓冲剂,将溶液的pH值控制在约2.5,并提高薄膜中Ga的含量.通过大量实验优化了溶液组成及电沉积条件,得到接近化学计量比贫Cu的CIGS薄膜(当Cu与In+Ga的摩尔比为1时,称为符合化学计量比的CIGS薄膜;当其比值为0.8-1时,称为贫Cu或富In的CIGS薄膜)预置层,薄膜表面光亮、致密、无裂纹.利用循环伏安法初步研究了一步法电沉积CIGS薄膜的反应机理,在沉积过程中,Se4+离子先还原生成单质Se,再诱导Cu2+、Ga3+和In3+发生共沉积.电沉积CIGS薄膜预置层在固态硒源280℃蒸发的硒气氛中进行硒化再结晶,有效改善了薄膜的结晶结构,且成份基本不发生变化,但是表面会产生大量的裂纹. 展开更多

关键词 电沉积 Cu(In1-x Gax)Se2薄膜 循环伏安法 pH缓冲溶液

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柔性不锈钢衬底CIGS薄膜太阳电池 被引量：4

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作者 施成营 何青 +6 位作者 张力 肖建平 敖建平 杨成晓 李微 李凤岩 孙云 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期947-950,共4页

以轻质柔性不锈钢材料为衬底,利用三步共蒸发法制备较高质量的四元化合物Cu(In,Ga)Se_2薄膜,CIGS层在Mo导电层上具有很强的附着力。利用XRD和XRF分别分析了所制备薄膜的晶相和组分。以ZnO:Al/i-ZnO/ CdS/CIGS/Mo/Stainless steel结构为... 以轻质柔性不锈钢材料为衬底,利用三步共蒸发法制备较高质量的四元化合物Cu(In,Ga)Se_2薄膜,CIGS层在Mo导电层上具有很强的附着力。利用XRD和XRF分别分析了所制备薄膜的晶相和组分。以ZnO:Al/i-ZnO/ CdS/CIGS/Mo/Stainless steel结构为基础得到最高转换效率为9.39%的柔性太阳电池。最后讨论了衬底粗糙度、有害杂质的扩散和不含有Na元素等不利因素对于电池性能的影响。 展开更多

关键词 Cu(In Ga)Se2(CIGS) 柔性 太阳电池 不锈钢

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Cu(In,Ga)Se2薄膜表面镓(Ga)含量分布对太阳电池性能的影响 被引量：4

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作者 王赫 刘芳芳 +3 位作者 孙云 何青 张毅 李长健 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期52-56,共5页

本文利用三步法共蒸发制备Cu(In,Ga)Se2多晶薄膜吸收层,通过改变第三步Ga的蒸发温度控制薄膜表面Ga的含量及其分布。随着吸收层表面Ga含量的增大,空间电荷区带隙变宽,电池的开路电压Voc明显增大。同时,Ga的梯度分布有效地扩宽了吸收层... 本文利用三步法共蒸发制备Cu(In,Ga)Se2多晶薄膜吸收层,通过改变第三步Ga的蒸发温度控制薄膜表面Ga的含量及其分布。随着吸收层表面Ga含量的增大,空间电荷区带隙变宽,电池的开路电压Voc明显增大。同时,Ga的梯度分布有效地扩宽了吸收层的光谱响应范围,减小了由于禁带宽度增大所引起的短路电流Jsc的损失,从而有效地提高了电池的转换效率。 展开更多

关键词 Ga梯度分布 吸收层表面 开路电压Voc 短路电流Jsc

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中频对向靶磁控溅射制备超薄ZnO薄膜及其在太阳电池中的应用 被引量：2

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作者 李微 孙云 +3 位作者 敖建平 何青 刘芳芳 李凤岩 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期584-588,共5页

中频溅射制备ZnO薄膜可改善射频磁控溅射方式中沉积速率过慢的缺点。对于多层薄膜的制备,对向靶的设计可使样品避开等离子体直接轰击,减少基底薄膜的损伤。本文采用这项技术制备厚度约为50nm的ZnO薄膜,通过调整工作压强、溅射功率、氧... 中频溅射制备ZnO薄膜可改善射频磁控溅射方式中沉积速率过慢的缺点。对于多层薄膜的制备,对向靶的设计可使样品避开等离子体直接轰击,减少基底薄膜的损伤。本文采用这项技术制备厚度约为50nm的ZnO薄膜,通过调整工作压强、溅射功率、氧氩比等工艺条件,制备出均匀致密,结晶质量高,电阻率在102～103Ω.cm之间,可见光区透过率达到90%的ZnO薄膜。将其应用到C IGS太阳电池中发现,具有50nm厚度的ZnO层的C IGS太阳电池的性能较无ZnO层的太阳电池都有了很大提高。 展开更多

关键词 ZNO薄膜 中频对向靶 CIGS太阳电池

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CIGS薄膜太阳电池产业化的最新进展及发展趋势 被引量：4

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作者 敖建平 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期189-195,共7页

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池已经进入产业化快速发展阶段,显示出良好的发展趋势。本文就近年来CIGS薄膜太阳电池基础研究和产业化技术所取得重大突破性进展及产业化现状进行了概述。在基础研究方面,共蒸发法制备的小面积电池效率达... Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池已经进入产业化快速发展阶段,显示出良好的发展趋势。本文就近年来CIGS薄膜太阳电池基础研究和产业化技术所取得重大突破性进展及产业化现状进行了概述。在基础研究方面,共蒸发法制备的小面积电池效率达到20.3%,非真空低成本涂覆法制备的电池效率达到17.1%。在产业化方面,商品化组件效率与小面积电池效率差距大幅度缩小,30 cm×30 cm电池组件效率达到17.8%,160 cm×66 cm大面积组件效率达到15.7%,产量和产能大幅增长。CIGS太阳电池产业化的技术路线很多,发展的重点各不相同,但最终也许会有一种解决方案集中所有技术的优点,成为产业化的主流,为未来世界能源供应和制造工业做出巨大贡献。 展开更多

关键词 CIGS薄膜 产业化 大面积组件 太阳电池

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电沉积Cu/Zn金属预制层后续低硒压硒化制备CZTSe薄膜 被引量：1

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作者 姚立勇 敖建平 +5 位作者 汤勇 曾海峰 钟福回 黄云翔 毕金莲 高守帅 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1528-1532,共5页

在玻璃/Mo衬底上采用恒电流顺序电沉积Cu-Zn金属预制层,后续在SnSe_x(x=1,2)气氛较低硒压条件下硒化制备CZTSe薄膜。SnSe_x(x=1,2)分压由Sn源温度控制,Se分压由Se源温度控制,Se源及样品温度分别为270℃和570℃。采用3种不同的硒化处理... 在玻璃/Mo衬底上采用恒电流顺序电沉积Cu-Zn金属预制层,后续在SnSe_x(x=1,2)气氛较低硒压条件下硒化制备CZTSe薄膜。SnSe_x(x=1,2)分压由Sn源温度控制,Se分压由Se源温度控制,Se源及样品温度分别为270℃和570℃。采用3种不同的硒化处理工艺对金属预制层进行硒化处理。通过SEM及EDS表征CZTSe薄膜的结构、形貌及成分。综合SEM及EDS测试结果,确定CZTSe和Mo界面处MoSe_2相很薄。实验发现较低SnSe_x(x=1,2)气氛条件下可实现高温低Se压硒化CuZn预制层制备单相CZTSe薄膜,经工艺优化得到效率为7.6%的CZTSe太阳电池。 展开更多

关键词 CZTSe 电沉积 低硒压硒化 金属预制层

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一步沉积法中溴基钙钛矿薄膜的优化及应用

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作者 郑翠翠 辛晨光 +12 位作者 黄伟 杜亚雯 石标 朱世杰 姚鑫 范琳 魏长春 丁毅 李跃龙 王广才 许盛之 赵颖 张晓丹 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1305-1311,共7页

溴基钙钛矿太阳电池因其工艺简单、高开压的特性,可在叠层太阳电池、彩色的显示设备和光伏建筑一体化等多方面进行应用而引起人们关注。此文首先研究了一步沉积法中不同溶质前驱体溶液对钙钛矿薄膜形貌和结晶的影响。在优化前驱体溶质... 溴基钙钛矿太阳电池因其工艺简单、高开压的特性,可在叠层太阳电池、彩色的显示设备和光伏建筑一体化等多方面进行应用而引起人们关注。此文首先研究了一步沉积法中不同溶质前驱体溶液对钙钛矿薄膜形貌和结晶的影响。在优化前驱体溶质条件下,通过加入适量醋酸铵获得均一致密、较大晶粒尺寸、具有择优取向的高质量钙钛矿薄膜,且提高了材料的疏水特性。以Spiro-OMe TAD作为空穴传输层制备器件获得最高1.42 V开路电压、5.87%的电池效率,并在30 d后仍保持89%的效率。 展开更多

关键词 钙钛矿 前驱体 醋酸铵 高开路电压

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PVDF基准固态染料敏化太阳电池的研究

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作者 蔡宁 李媛 +3 位作者 赵颖 纪伟伟 张晓丹 熊绍珍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期302-305,共4页

以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其... 以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其中,有机溶剂电解质中PVDF的质量分数分别为5%、20%、25%;离子液体(甲基-丙基咪唑,MPII)电解质中PVDF的质量分数分别为0%、1%、10%。实验中制备的准固态小面积(0.25cm^2)封装电池光电转换效率均高于5.3%,PVDF含量为25%的有机溶剂型准固态电池的效率达到5.92%。此外,实验中还制备了密封的1cm^2的准固态电解质电池,并获得了6.26%的效率,此时对应的J_(SC)=15.4mA/cm^2,V_(OC)=0.672V,FF=60.5%。 展开更多

关键词 染料敏化 太阳电池 准固态电解质

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掺杂量对ZnO陶瓷靶材性能影响的研究 被引量：11

11

作者 赵静 刘丽杰 +2 位作者 蔡宁 薛俊明 赵颖 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期772-776,共5页

以ZnO、Al2O3粉体为原料,采用常压烧结方法制备高导电性ZnO∶Al陶瓷靶材,并系统研究了Al掺杂量对该靶材的晶体结构、微观形貌以及电学特性的影响。结果表明:Al2O3掺杂量是影响ZnO陶瓷靶材导电性的重要因素之一。随Al∶Zn原子比从0∶100... 以ZnO、Al2O3粉体为原料,采用常压烧结方法制备高导电性ZnO∶Al陶瓷靶材,并系统研究了Al掺杂量对该靶材的晶体结构、微观形貌以及电学特性的影响。结果表明:Al2O3掺杂量是影响ZnO陶瓷靶材导电性的重要因素之一。随Al∶Zn原子比从0∶100变化至8.0∶100,电阻率呈现先递减后递增的规律。当Al∶Zn原子比为4.0∶100时,所制备的ZnO陶瓷靶材电阻率最低,为4.1×10-3Ω.cm;当Al掺杂量超过某一数值后,将导致锌铝尖晶石相(ZnAl2O4)的生成,从而使材料的电阻率升高。为了获得高导电性能的ZnO靶材,必须精确控制Al的掺入量,以防止锌铝尖晶石的生成。 展开更多

关键词 ZNO 掺杂 电学特性

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Na掺入制备不锈钢衬底CIGS太阳电池 被引量：8

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作者 施成营 何青 +7 位作者 赵九成 李风岩 姜一 张力 王春婧 周志强 李长健 孙云 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期771-774,共4页

以轻质柔性不锈钢材料为衬底,利用共蒸发法制备较高质量的四元化合物Cu(In,Ga)Se_2薄膜,在沉积CIGS薄膜前沉积一定厚度的NaF预置层,使得所制备的CIGS薄膜含有适量浓度的Na,并获得了10.06%的转换效率。利用X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪... 以轻质柔性不锈钢材料为衬底,利用共蒸发法制备较高质量的四元化合物Cu(In,Ga)Se_2薄膜,在沉积CIGS薄膜前沉积一定厚度的NaF预置层,使得所制备的CIGS薄膜含有适量浓度的Na,并获得了10.06%的转换效率。利用X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪分别测量了所制备薄膜的晶相和组分,利用扫描电子显微镜分析了不锈钢衬底CIGS太阳电池的断面形貌,最后分析了NaF的掺入对CIGS太阳电池的影响。 展开更多

关键词 Cu(In Ga)Se2(CIGS) 柔性 NAF 太阳电池 不锈钢

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LCOS接口专用集成电路的设计 被引量：4

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作者 宋丹娜 代永平 刘艳艳 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期670-674,共5页

根据LCOS显示以及各种输入视频信号的特点,总结了LCOS接口电路的功能特点。以场序彩色显示LCOS接口控制电路的设计实现为例,详细介绍了接口专用集成电路的设计方法。

关键词 LCOS接口电路 场序彩色 ASIC

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一维纳米TiO_2的水热法制备及其在DSCs电池中的应用 被引量：5

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作者 赵静 李媛 +3 位作者 蔡宁 张晓丹 熊绍珍 赵颖 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期312-316,共5页

以商用P25粉末为原料,利用水热法制备了一系列不同形状的一维纳米TiO_2结构,并将该材料以不同配比与溶胶凝胶合成的TiO_2颗粒混合制备了一系列染料敏化太阳电池。通过改变P25的水热处理时间,形象地观测到TiO_2由颗粒逐渐变成一维结构的... 以商用P25粉末为原料,利用水热法制备了一系列不同形状的一维纳米TiO_2结构,并将该材料以不同配比与溶胶凝胶合成的TiO_2颗粒混合制备了一系列染料敏化太阳电池。通过改变P25的水热处理时间,形象地观测到TiO_2由颗粒逐渐变成一维结构的演变过程。同时,实验采用了XRD、EDS对不同阶段生成物质进行了晶体结构和元素分析,综合分析提炼出TiO_2纳米结构的生成机理。研究结果还表明NaOH反应介质浓度对TiO_2纳米结构形貌的影响非常显著。其次,利用上述条件合成的一维纳米TiO_2粉末与传统的溶胶凝胶法制备类球形纳米TiO_2粉末混合,研究了其掺入比例由0%～100%(wt.)变化时,染料敏化太阳电池效率的变化规律。 展开更多

关键词 染料敏化 太阳电池 一维纳米TiO2 水热法

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Ga和Cu／In衬底上电沉积金属Ga 被引量：2

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作者 张超 敖建平 +5 位作者 王利 姜韬 孙国忠 何青 周志强 孙云 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1913-1922,共10页

在酸性水溶液中,分别在金属Ga和Cu/In衬底上进行了Ga电沉积的研究.用循环伏安法研究了导电盐、pH值对电沉积Ga的影响.系统研究了Ga的沉积过程,发现Ga会逐渐向薄膜内部扩散,在Cu/In界面上与CuIn合金反应生成CuGa2合金.针对Cu/In薄膜和Ga... 在酸性水溶液中,分别在金属Ga和Cu/In衬底上进行了Ga电沉积的研究.用循环伏安法研究了导电盐、pH值对电沉积Ga的影响.系统研究了Ga的沉积过程,发现Ga会逐渐向薄膜内部扩散,在Cu/In界面上与CuIn合金反应生成CuGa2合金.针对Cu/In薄膜和Ga薄膜是活泼金属的特点,在溶液中加入三乙醇胺有效地保护了Cu/In薄膜和Ga金属薄膜不被氧化,并且提高了Ga沉积的电流效率.在Cu/In薄膜上制备出了均匀光亮的金属Ga薄膜.对电沉积出Cu-In-Ga预置层进行了硒化处理,得到了质量较好的Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)薄膜,并制备了太阳电池.电池效率达到了9.42%. 展开更多

关键词 电化学沉积 Cu(In1-xGax)Se2 循环伏安法 金属预置层 太阳电池

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CuSCN空穴传输层工艺对钙钛矿电池性能的影响 被引量：2

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作者 赵善真 丁毅 +9 位作者 郭升 石标 姚鑫 侯福华 郑翠翠 张德坤 魏长春 王广才 赵颖 张晓丹 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期753-758,共6页

采用溶液法制备了硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜,并将其作为空穴传输层制备了平面n-i-p型钙钛矿太阳电池。系统考察了CuSCN薄膜退火温度、旋涂转速对钙钛矿太阳电池性能的影响。研究结果表明,CuSCN薄膜在70℃下退火10 min可以获得较好的电池性... 采用溶液法制备了硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜,并将其作为空穴传输层制备了平面n-i-p型钙钛矿太阳电池。系统考察了CuSCN薄膜退火温度、旋涂转速对钙钛矿太阳电池性能的影响。研究结果表明,CuSCN薄膜在70℃下退火10 min可以获得较好的电池性能;在此基础上通过调整旋涂转速至2000 r/min,控制CuSCN薄膜厚度约为240nm,电池性能获得了进一步的提升,电池效率可达11.77%。该研究结果表明,CuSCN材料是一种有潜力的、低成本高性能无机空穴传输材料。 展开更多

关键词 Cu SCN薄膜 钙钛矿太阳电池 溶液法 空穴传输层

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氨水浓度对化学水浴法制备CdS缓冲层及CZTSe电池性能的影响

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作者 葛阳 孙顶 +6 位作者 张力 张晓丹 许盛之 张德坤 王奉友 魏长春 赵颖 《人工晶体学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3401-3405,3410,共6页

主要研究了化学水浴法沉积CdS薄膜中氨水浓度对薄膜材料特性的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计(UV-Vis)等测试手段对制备的CdS薄膜的结构和光学特性进行了分析。结果表明:不同的氨水浓度条件下均得到立方相... 主要研究了化学水浴法沉积CdS薄膜中氨水浓度对薄膜材料特性的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计(UV-Vis)等测试手段对制备的CdS薄膜的结构和光学特性进行了分析。结果表明:不同的氨水浓度条件下均得到立方相CdS薄膜,薄膜沿(111)面择优取向生长。随着氨水浓度增加时CdS薄膜表面逐渐变得致密光滑,CdS薄膜的透过率增强和带隙变宽。在氨水浓度为0.10 mol/L时制备出材料特性最佳的CdS薄膜,其表面紧凑致密无针孔,颗粒大小均匀,将其应用于CZTSe薄膜太阳电池中的缓冲层材料,得到光电转化效率为3.12%的CZTSe薄膜太阳电池(该电池未经任何后硒化处理工艺)。 展开更多

关键词 化学水浴法 氨水浓度 CZTSe太阳电池

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