基于硅納米線陣列的有機(jī)-無機(jī)雜化光伏電池的制備及性能研究.pdf

1、太陽能因其清潔，無污染，可再生等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)受到人們的廣泛關(guān)注與青睞。太陽能電池（也稱光伏電池）作為利用太陽能的主要手段之一，在過去幾十年內(nèi)得到很大的發(fā)展。目前市場(chǎng)上銷售的光伏電池主要是單晶或多晶硅光伏電池，其高昂的發(fā)電成本限制了電池的廣泛使用。為降低硅光伏電池的成本,本文從兩個(gè)方面對(duì)電池進(jìn)行改性：第一，硅納米陣列結(jié)構(gòu)代替平面硅，硅納米陣優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能可降低電池中硅原料所需的厚度和純度；第二，將有機(jī)/無機(jī)材料進(jìn)行復(fù)合，制備雜化硅光伏電

2、池，利用共軛分子可溶液制備的特性，簡(jiǎn)化硅光伏電池的制備過程?；谝陨涎芯克枷?，本課題采用簡(jiǎn)單的溶液刻蝕法制備硅納米線陣列，并對(duì)其表面進(jìn)行鈍化處理，在此基礎(chǔ)上制備了一系列硅納米結(jié)構(gòu)/共軛分子光伏電池，其主要研究工作如下：
　　1、以離子液體作為電解液，制備準(zhǔn)固態(tài)的硅/離子液體光電化學(xué)光伏器件，并研究了不同表面修飾的硅電極對(duì)器件性能的影響。經(jīng)過優(yōu)化，該光伏器件的轉(zhuǎn)化效率已達(dá)到6%。硅表面的X射線光電子能譜與器件的穩(wěn)定性測(cè)試表明，該方法

3、制備的光伏器件的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的以水或有機(jī)溶劑為電解液的光伏器件。
　　2、將一種共軛小分子（Spiro-OMeTAD）引入硅電池中，溶液法制備了全固態(tài)硅/共軛分子異質(zhì)結(jié)光伏電池。通過比較核-殼徑向異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)器件的性能與嵌入式以及平面結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)器件的性能，闡述了核-殼形成的徑向異質(zhì)結(jié)在器件中的獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過優(yōu)化，該光伏器件的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)9.7%，為同時(shí)期所報(bào)道的硅雜化光伏電池的最高轉(zhuǎn)化效率。
　　3、基于硅/共軛高分子

4、（PEDOT:PSS）肖特基光伏器件的制備及性能表征，研究出當(dāng)前硅/PEDOT:PSS肖特基光伏器件性能不穩(wěn)定的因素。在此基礎(chǔ)上通過原子力顯微鏡對(duì)PEDOT:PSS形貌、電勢(shì)進(jìn)行表征，測(cè)試硅/PEDOT:PSS肖特基電池的電流密度-電壓曲線、電容-電壓曲線、瞬態(tài)衰減電壓測(cè)試曲線，研究了PEDOT:PSS對(duì)該類電池性能的影響。
　　4、摸索出重現(xiàn)性較高硅/PEDOT:PSS肖特基光伏器件的制備條件，在該條件下器件的轉(zhuǎn)換效率可穩(wěn)定在~