飛秒激光照射下硅-砷化鎵太陽(yáng)能電池的光電特性研究.pdf

1、飛秒激光是一種超短時(shí)間脈沖（10-15秒）的新型激光，是人類目前在實(shí)驗(yàn)室條件下所能獲得的最短時(shí)間脈沖。本文研究了飛秒激光對(duì)硅和砷化鎵太陽(yáng)能電池的損傷效應(yīng)和聚光效應(yīng)，并制備了MoS2鈉微薄膜來(lái)提高太陽(yáng)能電池在飛秒激光照射下的損傷閾值和轉(zhuǎn)換效率。
　　研究者采用飛秒超短脈沖激光(≤35fs)，研究其對(duì)硅太陽(yáng)能電池的損傷閾值，這在國(guó)內(nèi)尚屬首次。研究者發(fā)現(xiàn)，與相同波長(zhǎng)的連續(xù)激光對(duì)比，飛秒激光的損傷閾值略高，這一結(jié)果完全不同于納秒或皮秒激光

2、，這是因?yàn)橛捎诿}沖加熱時(shí)間小于電子-聲子耦合時(shí)間引起明顯的非熱平衡現(xiàn)象，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)現(xiàn)象不符合傅立葉耦合定律。此外，在實(shí)驗(yàn)中采用了光束整形技術(shù)，第一次采用強(qiáng)度均勻分布的激光研究損傷閾值，此技術(shù)能有效減小高斯激光中心光強(qiáng)過(guò)大造成的實(shí)驗(yàn)偏差。
　　研究者采用飛秒超短脈沖激光（≤35fs），研究其對(duì)砷化鎵太陽(yáng)能電池的損傷閾值和轉(zhuǎn)換效率。實(shí)驗(yàn)表明，隨著入射光強(qiáng)增加，相對(duì)相同波長(zhǎng)的連續(xù)激光，在飛秒激光照射下，砷化鎵太陽(yáng)能電池不僅有更高的損傷閾

3、值，而且有更高的轉(zhuǎn)換效率。這主要是因?yàn)轱w秒脈沖激光擁有更高的瞬間光強(qiáng)，能充分引發(fā)砷化鎵電池的聚光效應(yīng)。
　　為了進(jìn)一步提高砷化鎵太陽(yáng)能電池在飛秒激光照射下的損傷閾值和轉(zhuǎn)換效率，研究者采用離散法，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃(THF)為溶劑，制備二硫化鉬(MoS2)鈉微薄膜懸浮溶液，對(duì)砷化鎵電池進(jìn)行涂膜。實(shí)驗(yàn)表明，研究者制備的MoS2鈉微薄膜在可見(jiàn)波段(532nm)，小光強(qiáng)照射下增透，提高光電轉(zhuǎn)換效率;在大光強(qiáng)照射下減