硅納米桿-量子點(diǎn)-C-Si復(fù)合高效太陽能電池.pdf

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(diǎn)。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(diǎn)，形成硅納米桿/量子點(diǎn)復(fù)合電池結(jié)構(gòu)，并對復(fù)合電池進(jìn)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(diǎn)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(gè)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(diǎn)，平均粒徑為2-3納米。通過旋涂、惰性氣體保護(hù)燒結(jié)，形成硅納米桿/量子點(diǎn)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(jìn)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(dá)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(diǎn)層起到一定的鈍化作用，而其多激子效應(yīng)