硅-有機(jī)物雜化太陽電池界面優(yōu)化及性能研究.pdf

1、晶體硅太陽電池由于具有穩(wěn)定性好，效率高的特點(diǎn)，占據(jù)了光伏市場絕大份額，但其高溫制備過程使其成本大大增加。而有機(jī)太陽電池雖然制備工藝簡單，但光吸收性能差，大大限制其效率的提升。硅/有機(jī)物雜化太陽電池既有晶體硅電池良好的光吸收性能，又具有有機(jī)太陽電池低溫工藝特點(diǎn)，越來越受人們關(guān)注。本文制備了聚3，4乙烯基二氧噻吩∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)/硅雜化太陽電池，并研究器件的物理機(jī)制，通過蒸鍍氧化鎢(WO3)薄膜制備無摻雜的選擇性發(fā)射極，

2、并對器件的背電極進(jìn)行氯化銫修飾，從而有效提升電池的性能。通過研究硅片經(jīng)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)邊緣絕緣的效果，找到一種更為簡單的降低電池反向飽和電流的方法。本文的主要工作包括:
　　(1)優(yōu)化了雜化電池制備工藝，并研究了PEDOT∶PSS/硅雜化電池的工作原理，證明電池是建立在由反型形成的p-n結(jié)基礎(chǔ)之上工作的。通過硅片邊緣PMMA絕緣處理，使電池邊緣漏電得到抑制，PEDOT∶PSS/硅雜化太陽電池反向飽和電流明顯減小，從而器

3、件的填充因子和開路電壓相比于參考電池大大提升，效率由10.13％提高了11.04％。
　　(2)通過在PEDOT∶PSS/硅雜化電池前表面銀柵極下面蒸鍍一層WO3，從而形成一種選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，使填充因子及開路電壓提升，從而有效提高了雜化太陽電池的性能。a）通過測試太陽電池的暗場J-V曲線，插入WO3之后，電池的反向飽和電流J0降低，J0降低使得電池開路電壓提升。通過C-V測試及少子壽命測試，可知WO3提升了硅片表面的反型，從而使

4、電池開壓提升。b）通過擬合，得出插入WO3薄層后太陽電池的串聯(lián)電阻降低，經(jīng)過UPS測試，說明WO3有效的提升了銀電極的功函數(shù)，從而降低了銀與PEDOT∶PSS之間的接觸電阻，導(dǎo)致太陽電池串聯(lián)電阻降低，電池的填充因子提高。
　　(3)通過氯化銫對雜化電池背面鋁電極進(jìn)行修飾，得到了11.81％的光電轉(zhuǎn)化效率。a）通過測試太陽電池的暗場J-V曲線可知，插入氯化銫之后，電池的反向飽和電流降低，通過擬合得到的電池的理想因子n降低，說明插入氯