近空间升华法制备高取向硒化锑薄膜太阳电池
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作者:
作者单位:

(1.国网内蒙古东部电力有限公司,内蒙古 呼和浩特 010020; 2.东北电力大学 电气工程学院 化学工程学院,吉林 132012; 3.国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司,内蒙古 赤峰 024000)

作者简介:

曹宇(1986-),男,博士,副教授,硕士生导 师,主要从事薄膜光电子材料与器件、硒化锑太阳电池方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金项目(51772049)、国家电网公司科学技术项目(SGMDCF00YW JS2000768)、吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20190705KJ)和吉林省发改委产业技术研究与开发项目(2019C042)资助项目 (1.国网内蒙古东部电力有限公司,内蒙古呼和浩特 010020; 2.东北电力大学 电气工程学院 化学工程学院,吉林 132012; 3.国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司,内蒙古赤峰 024000)


High orientation antimony selenide thin film solar cells prepared by close space sublimation
Author:
Affiliation:

(1.State Grid East Inner Mongolia Electric Power Company Limited,Hohhot 010020, China; 2.School of Electrical Engineering,School of Chemical Engineering Northea st Electric Power University,Jilin 132012,China; 3.Chifeng Power Supply Company of State Grid East Inner Mongolia Electric Power Company Limited,Chifeng 024000,China)

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    摘要:

    硒化锑太阳电池以其原材料丰富、工艺简单和结 构稳定等优势,近年来得到了快速发 展。本论文采用近空间升华法制备硒化锑光电薄膜,并对硒化锑的生长进行了机理研究和参 数优化。结果显示:衬底温度的提升有助于硒化锑薄膜的晶化。当衬底温度为 340 ℃时,薄 膜具有较高的晶化率和致密的表面形貌。另一方面,蒸发间距的改变能够调制硒化锑薄膜的 择优取向。当蒸发间距为10 mm时,薄膜具有明显的(002)取向的择优,对应(Sb4Se6)n带 垂直于衬底生长,使硒化锑光吸收层具有优异的载流子传输特性。将优化好的硒化锑薄膜应 用到太阳电池中,以FTO/CdS/Sb2Se3/P3HT/C的器件结构,获得了5.78%的光电转换效率,其 中开路电压为0.375 V,短路电流密度为28.01 mA/cm2,填充因子为54.94%。以上研究为高 取向性硒化锑太阳电池的优化制备提供了技术路线,并显示出了硒化锑太阳电池的研究潜力 。

    Abstract:

    Antimony selenide (Sb2Se3) solar cell has been developed rapidly in re cent years due to its advantages of abundant raw materials,simple preparation, and stable structure.In this paper,antimony selenide photoelectric thin films were prepared by close space sublimation method,and the growth mechanism and pa rameters of antimony selenide were studied.The results show that the increase o f substrate temperature contributes to the crystallization of antimony selenide thin films.When the substrate temperature is 340℃,the thin film has high cry stallization ratio and dense surface morphology.On the other hand,the change o f evaporation distance can modulate the preferred orientation of antimony seleni de films.When the evaporation distance is 10mm,the thin film has an obvious ( 002) orientation,and the corresponding (Sb4Se6)n r ibbons grows perpendicular t o the substrate,so that the antimony selenide photo-absorption layer can have a n excellent carrier transport characteristics.Moreover,the optimized antimony s elenide thin film was applied to the solar cells,and the photoelectric conversi on efficiency of 5.78% was obtained by using the device structure of FTO/CdS/Sb 2Se3/P3HT/C,among which the open-circuit voltage was 0.375V,the short-circui t current density was 28.01mA/cm2,and the filling factor was 54.94%.The above r esearch provides a technical route for the optimal preparation of high-orientat i on antimony selenide solar cells and shows the research potential of antimony se lenide solar cells.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李海明,李明臻,冯新文,张俊双,战文华,姜磊,郭洪武,周静,曹宇.近空间升华法制备高取向硒化锑薄膜太阳电池[J].光电子激光,2021,32(3):304~309

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  • 收稿日期:2020-10-20
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  • 在线发布日期: 2021-03-11
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