多晶硅-PEDOT-PSS異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)及制備研究.pdf

1、太陽(yáng)能電池是未來(lái)最有前景的能源之一。不同于化石燃料等不可再生能源，太陽(yáng)能是一種可再生能源。由于太陽(yáng)能可免費(fèi)使用，開(kāi)發(fā)利用方便;制作太陽(yáng)能電池的材料主要為硅，它是地球上含量最豐富的元素之一。因此相比于其它能源，太陽(yáng)能電池制作成本低廉。最重要的是，太陽(yáng)能是一種潔凈的能源，不會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成污染。此外，任何氣候變化也不會(huì)影響太陽(yáng)釋放到地球表面的能量。事實(shí)上，太陽(yáng)能有助于消除化石燃料消耗帶來(lái)的生產(chǎn)污染。
　　本研究在探索光伏器件優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)

2、，對(duì)提升太陽(yáng)能電池的性能進(jìn)行了重要探究。首先，從文獻(xiàn)中尋找最優(yōu)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)（平面-硅和隨機(jī)-金字塔-硅），并對(duì)它們的光電特性建模分析。其次，實(shí)驗(yàn)制備平面-硅/PEDOT∶PSS和隨機(jī)-金字塔-硅/PEDOT∶PSS雜化異質(zhì)結(jié)電池。研究了異質(zhì)結(jié)雜化太陽(yáng)能電池的電學(xué)和光學(xué)特性，并分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以得到效率更高、制作成本低的太陽(yáng)能電池器件的最優(yōu)化參數(shù)。
　　在本文中，我們展示了平面太陽(yáng)能電池的制作過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，研究了表面鈍化如何提

3、高電荷分離、運(yùn)輸，降低復(fù)合的，從而提高平面-硅/PEDOT∶PSS異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的短路電流、開(kāi)路電壓、填充因子FF和光電轉(zhuǎn)換效率。采用隨機(jī)-金字塔-硅/PEDOT∶PSS結(jié)構(gòu)也得到了相同的結(jié)果。這種結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)光捕捉，增長(zhǎng)入射光在器件中經(jīng)過(guò)的距離。因此在表面鈍化（自然氧化，SiOx）的作用下，短路電路、開(kāi)路電壓、填充因子FF和光電轉(zhuǎn)換效率大幅提高，串聯(lián)電阻和表面復(fù)合減少。
　　研究表明，對(duì)于隨機(jī)-金字塔-硅/PEDOT∶PSS

4、結(jié)構(gòu)，腐蝕劑及其濃度的選擇對(duì)濕法腐蝕影響很大。我們實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證尺寸、周期、一致性和表面形態(tài)對(duì)太陽(yáng)能電池的性能會(huì)產(chǎn)生影響。我們進(jìn)行了大量采用堿性溶液腐蝕的實(shí)驗(yàn)研究，得到了隨機(jī)-金字塔-硅/PEDOT∶PSS太陽(yáng)能電池的最佳腐蝕劑及其濃度。
　　PEDOT∶PSS聚合物與硅能產(chǎn)生高質(zhì)量異質(zhì)結(jié)，因此在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池器件中，該聚合物可作為P型材料。因此，本研究證實(shí)相關(guān)硅表面鈍化、表面形態(tài)一致性、周期性和光管理技術(shù)可增強(qiáng)光電流轉(zhuǎn)換和太陽(yáng)能電池