聚合物基多元材料光伏性能的研究.pdf

1、太陽能是一種取之不盡,用之不竭的無污染能源,一批新型的薄膜太陽能電池廠的出現(xiàn),讓我們看到了太陽能電池發(fā)展的廣闊前景。SnS為一種重要的光電轉(zhuǎn)化材料,因無毒無害,且與可見光有很好的光譜匹配性能,而引起了廣泛的關(guān)注。為此,本論文以SnS為研究對(duì)象,對(duì)影響光電性能因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　　本論文采用混合溶劑熱法,選用PEG為表面活性劑,探究用單因素實(shí)驗(yàn)法,考察反應(yīng)物配比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、表面活性劑用量、表面活性劑種類對(duì)合成硫化亞錫的

2、影響,并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了各項(xiàng)表征,確定最佳合成條件。用合成出的SnS與PVB樹脂共混成半導(dǎo)體油墨,再添加一種或多種半導(dǎo)體材料(SnO2、ZnS),涂覆在柔性的PET塑料薄膜上成膜,觀察不同的配比對(duì)成膜的影響,最后測試這種復(fù)合薄膜的綜合性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:
　　(1)以二水合氯化亞錫SnCl2·2H2O為錫源,硫脲(NH2)2CS為硫源,選用PEG為表面活性劑,結(jié)果表明:反應(yīng)物配比為1:1.2,反應(yīng)時(shí)間14h,反應(yīng)溫度190℃,添加0.

3、5gPEG1500時(shí)為最佳的合成條件。
　　(2)在最佳條件下合成出硫化亞錫,結(jié)果表明:合成產(chǎn)物結(jié)晶性能良好、球狀分散均勻,粒徑在3-6μm之間;Sn、S兩種元素摩爾分?jǐn)?shù)之比接近1:1,物相較純凈;光吸收較強(qiáng),與太陽輻射中的可見光有很好的光譜匹配,基本上成功的合成出了性能優(yōu)良的硫化亞錫微米晶。
　　(3)將SnS與PVB樹脂共混制成一元SnS柔性薄膜吸光材料,結(jié)果表明:SnS添加的越多,復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性能越好,吸光強(qiáng)度也越強(qiáng)

4、,到添加量為SnS:PVB=3:1(質(zhì)量比)時(shí),綜合性能已基本穩(wěn)定,為最佳填充量。
　　(4)鑒于薄膜的穩(wěn)定性,添加SnO2、ZnS制備二元/三元化合物薄膜吸光材料時(shí),選取半導(dǎo)體填料的添加量為半導(dǎo)體:PVB樹脂=3:1(質(zhì)量比)作為填充量。
　　(5)在一元SnS化合物薄膜的基礎(chǔ)上共混另外一種SnO2,這種二元化合物薄膜比一元SnS薄膜導(dǎo)電性能有較大提高,且SnO2添加量越多,復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性能增強(qiáng),吸光強(qiáng)度減小,表明SnS

5、比SnO2對(duì)太陽光有更強(qiáng)的吸收,SnS可作為主體的吸光材料;其中,當(dāng)半導(dǎo)體添加量為SnS:SnO2=3:1(質(zhì)量比)時(shí),清晰可見球狀的SnS粒子均勻分散于樹脂基體中,起到了導(dǎo)電通路的作用。當(dāng)半導(dǎo)體添加量為SnS:SnO2=3:1(質(zhì)量比)時(shí),這種二元化合物薄膜吸光材料的綜合性能最佳。三元薄膜吸光材料將在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步研究。
　　(6)在二元化合物薄膜材料的基礎(chǔ)上共混另外一種ZnS,ZnS的導(dǎo)電性能沒有SnS、SnO2優(yōu)異,ZnS