氧化銀納米薄膜的原位氣固合成及其在雜化薄膜太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、目前太陽(yáng)能電池的發(fā)展受到很多方面的制約，例如原材料生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜且能耗高、pn結(jié)器件制作成本高、操作工藝繁瑣等。采用低溫、無(wú)毒、無(wú)污染、低能耗的制備方法合成一種具有良好光電性能的半導(dǎo)體材料，并與其帶寬相匹配的半導(dǎo)體材料直接組成pn結(jié)，進(jìn)而組裝成太陽(yáng)能電池器件是解決上述難題的重要手段。氧化銀作為一種重要的半導(dǎo)體材料，因其無(wú)毒無(wú)污染，帶隙～1.46eV，在理想的光吸收材料范圍內(nèi)，受到人們廣泛的關(guān)注。本文采用低溫氣固相化學(xué)合成方法，直接利用金屬

2、銀單質(zhì)薄膜與臭氧反應(yīng)，在普通磨砂玻璃和ITO導(dǎo)電玻璃等基底材料的表面原位制備出AgO、Ag2O兩種半導(dǎo)體薄膜材料。系統(tǒng)研究了反應(yīng)溫度、相對(duì)濕度、基底材料等條件對(duì)氧化銀生長(zhǎng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對(duì)濕度對(duì)最終生成的氧化銀種類起著決定性的作用。針對(duì)相對(duì)濕度對(duì)氧化銀生長(zhǎng)造成的影響，我們對(duì)臭氧作用下的羥基自由基和活性氧對(duì)氧化銀薄膜材料生長(zhǎng)的影響和機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。
　　在原位合成出Ag2O納米薄膜半導(dǎo)體的基礎(chǔ)上，首次把寬帶隙的n型半導(dǎo)體

3、材料氧化鉍(Bi2O3)與其組裝成復(fù)合薄膜。在兩種材料的界面處形成pn結(jié)，并利用電化學(xué)工作站對(duì)該雜化薄膜的光電性能進(jìn)行了初步測(cè)試。結(jié)果表明Bi2O3-Ag2O復(fù)合薄膜的光電流密度比單獨(dú)的Bi2O3薄膜的光電流密度高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明Ag2O-Bi2O3p-n結(jié)的形成有助于電子-空穴對(duì)的分離，從而顯著增大了光電流密度。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)低溫反應(yīng)，條件溫和，對(duì)導(dǎo)電基底無(wú)影響，反應(yīng)過(guò)程可控，操作方便，反應(yīng)所

4、需時(shí)間短，能耗低，有利于低成本制作AgxO半導(dǎo)體薄膜材料。(2)工藝簡(jiǎn)單，能夠在基底表面直接成膜，不需要后處理，克服了熱蒸發(fā)反應(yīng)、脈沖激光成膜、電化學(xué)成膜等制備方法所要求的高真空、高能耗、反應(yīng)和成膜過(guò)程復(fù)雜等缺點(diǎn)，同時(shí)解決了粉末產(chǎn)品在后續(xù)器件的制備過(guò)程中需要進(jìn)一步成膜等難題。(3)所制備薄膜宏觀幾何形狀可控，利用掩膜版控制濺射或熱蒸鍍單質(zhì)銀薄膜的幾何形狀，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物AgxO半導(dǎo)體薄膜形貌的控制。(4)通過(guò)控制成膜方式、單質(zhì)銀薄膜厚度