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文檔簡介
1、在太陽能電池的眾多分類中,硅基太陽能電池以其豐富材料來源,成熟的生產(chǎn)工藝以及較高的光電轉(zhuǎn)化效率,成為當(dāng)今光伏市場的主流。近年來,對于硅基太陽能電池表面結(jié)構(gòu)的研究成為硅基太陽能電池增效的熱點。本文在晶硅電池片上生長一維亞波長硅納米桿,后期在硅納米桿涂覆不同量子點,形成硅納米桿/量子點復(fù)合電池結(jié)構(gòu),并對復(fù)合電池進行光電性能及其應(yīng)用做了大量探索性研究。
本研究在前人工作的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)制備研究了硅納米桿及其量子點與晶硅電池片的復(fù)合電池
2、。本文中硅基太陽能電池增效分為兩個步驟。一,在不同硅基太陽能電池材料上,通過簡單、易操作的方法合成20nm-250nm的不同長度的一維硅納米結(jié)構(gòu)。通過研究吸收光譜發(fā)現(xiàn)隨著桿長的增加,電池片的光吸收率明顯增加,由其在250-550nm波段吸收值增加尤為顯著。通過研究少子壽命發(fā)現(xiàn),電池片表面的復(fù)合速率亦隨著桿長的增加而明顯增加。通過結(jié)合對不同桿長硅基太陽能電池片的電性能研究,最終確定了適宜的硅納米桿長度。二,通過高溫裂解法,化學(xué)氣相沉積法以
3、及化學(xué)水浴法合成了PbS、CdS、Ag2S、Sb2S3等穩(wěn)定、致密的膠體量子點,平均粒徑為2-3納米。通過旋涂、惰性氣體保護燒結(jié),形成硅納米桿/量子點復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過觀察光電性能發(fā)現(xiàn),復(fù)合電池片的光電轉(zhuǎn)化效率比單純的硅納米桿電池的效率獲得了進一步的提高,相比未經(jīng)任何處理的原片,開路電壓提高3-6%,短路電流密度提高19-27%,光電效率提高達21-30%。一維硅納米桿結(jié)構(gòu)有效增加了吸收,降低反射。量子點層起到一定的鈍化作用,而其多激子效應(yīng)
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