柔性铜铟镓硒薄膜太阳电池闫礼
片式有机固体钽电解电容器频率及温度特性研究
２０１ ３年９月第３４卷第５期 电子工艺技术 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ３０７ 片式有机固体钽电解电容器频率及温度特性研究 马腾双 ，陆胜 ，龙道学 （１．中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司，贵州贵阳５５００１８； ２．重庆工商大学计算机科学与工程学院，重庆４０００６７） 摘要：以对甲苯磺酸铁为氧化剂，采用化学氧化法在阀金属钽多孑Ｌ体表面电介质层上合成了具有优异导 电性能的导电聚合物聚３，４一乙烯基二氧噻吩（ＰＥＤＴ）。并以ＰＥＤＴ为阴极电解质取代传统的阴极电解质二氧化 锰制备有机固体钽电解电容器，对有机固体钽电解电容器的频率及温度特性进行研究。结果表明，以ＰＥＤＴ为 阴极电解质的钽电解电容器，其等效串联电阻（ＥＳＲ）值降低至传统无机固体钽电解电容器ＥＳＲ值的１／３以下， 具有稳定的频率特性和温度特性，能够满足现代高频开关电源滤波电路的特殊要求。 关键词：导电聚合物；频率特性；固体钽电解电容器 中国分类号：ＴＭ５３５．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—３４７４（２０１３）０５—０３０７—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ Ｃｈｉｐ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ ＭＡ Ｔｅｎｇ．ｓｈｕａｎｇ ，ＬＵ Ｓｈｅｎｇ ，ＬＯＮＧ Ｄａｏ．ｘｕｅ’ （１．Ｃｈｉｎａ Ｚｈｅｎｈｕａ Ｇｒｏｕｐ Ｘｉｎｙｕｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００ １ ８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００６７，Ｃｈｉｎａ Ｊ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｅｒｒｉｃ ｐ－ｔｏｌｕｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ ａｓ ｏｘｉｄａｎｔ，ｕｓｉｎｇ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｐｏｌｙ ３，４・ｖｉｎｙｌ ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（ＰＥＤＴ）ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ０ｆ ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｍｅｔａｌ ｔａｎｔａｌｕｍ ｐｏｒｏｕｓ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｃｏｍｐａｃｔ．Ａｎｄ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｄｉｏｘｉｄｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＰＥＢＴ ａｓ ｃａｔｈｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｔａｎｔａｌｕｍ ｓｏｌｉｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｔａｎｔａｌｕｍ ｓｏｌｉｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｌＥＳＲ）ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｎｔａｌｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｗｉｔｈ ＰＥＤＴ ａｓ ｃａｔｈｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ １ ｆ３ ｏｒ ｌｅｓｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｉｄ ｔａｎｔａｌｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ＥＳＲ ｖａｌｕｅ，ａｎｄ ｈａｖｅ ｓｔａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎ ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｆｉｌｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｔａｎｔａｌｕｍ ｓｏｌｉｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｃｏｄｅ：Ａ Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ：１ ００ １．３４７４，２０ １ ３，０５．０３０７．０４ 自从Ｓｈｉｒａｋａｗａ等人发现了聚乙炔具有高导电率 后，导电聚合物这个领域就引起了世界各国研究人 员的广泛兴趣［１】。过去３０年中，人们成功开发出了 多种有用的导电聚合物，如：聚苯胺、聚吡咯和聚 噻吩等 】。其中聚苯胺家族最突出，可低成本大量 制取，遗憾的是，由于可能出现一半的联苯胺（有 作者简介：马腾双（１９７３～），男，高级工程师， 基金项目：贵州省优秀青年科技人才专项基金项目 毒致癌），许多工业及学术团体已限制了对其的研 究。在２０世纪８０年代中后期，德国科学家开发出新 一代导电聚合物材料３，４一聚乙撑二氧噻吩（３， ４－ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ），简称ＰＥＤＴ。 ＰＥＤＴ虽然仍是一种不溶性聚合物，但是具有极高的 电导率（约３００ Ｓ／ｃｍ）并且在氧化状态时具有极高 主要从事电解电容器制造及其应用研究工作。 （项目编号：黔科合人字（２０１１】（１１）号）。
有机太阳能电池空穴传输材料的研究进展
有机太阳能电池空穴传输材料的研究进展
袁峰;周丹;谌烈;徐海涛;陈义旺
【摘 要】有机太阳能电池是新一代固态薄膜电池,报道的能量转化效率已接近15％,成为可再生能源领域的研究热点.空穴传输材料是构成有机太阳能电池的重要组成部分,对有机太阳能电池的能量转换效率和稳定性有重要影响.目前应用于有机太阳能电池的空穴传输材料分为无机空穴传输材料和有机空穴传输材料两大类.无机空穴传输材料的可选择范围较窄,电池加工工艺相对苛刻.开发各类能级匹配、空穴迁移率高的有机空穴传输材料是提高有机太阳能电池能量转换效率和稳定性的有效手段,是目前的开发重点.本文主要综述了有机空穴传输材料分子结构对有机太阳能电池能量转换效率、填充因子、开路电压、短路电流和稳定性的影响,并对其能级、空穴迁移率、添加剂的使用等进行了讨论.最后详细论述了有机空穴传输材料未来的研究重点和发展趋势.
【期刊名称】《功能高分子学报》
【年(卷),期】2018(031)006
【总页数】10页(P530-539)
【关键词】有机太阳能电池;空穴传输材料;能级;能量转换效率
【作 者】袁峰;周丹;谌烈;徐海涛;陈义旺
【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院 ,南昌330063;南昌航空大学材料科学与工程学院 ,南昌330063;南昌大学化学学院 ,南昌330031;南昌航空大学材料科学与工程学院 ,南昌330063;南昌大学化学学院 ,南昌330031;南昌大学化学学院 ,南昌330031 【正文语种】中 文
【中图分类】O631
能源和环境问题是当前人类面临的两个最紧迫问题，低碳经济是当今最热门的话题。太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源，将太阳能转换成电能的太阳能电池是解决能源和环境问题、发展低碳经济的途径之一。目前研究和开发的太阳能电池有：单晶硅、多晶硅、碲化镉和铜铟镓硒薄膜半导体、有机太阳能电池等。前几种无机太阳能电池已经实现了商品化，能量转换效率介于22%～31%，但其缺点是电池制备成本高、原材料生产过程能耗高、污染重，这大大限制了其推广应用。近年来兴起的有机太阳能电池具有原料来源丰富、可设计性强、制备工艺简单、全固态、成本低、质量轻、可制成柔性器件等突出优点[1]，成为新一代太阳能电池的研究热点。
CuPc_C_60_薄膜太阳能电池的制备及膜厚对其光电性能的影响
第15卷第5期功能材料与器件学报Vol115,No152009年10月JOURNALOFFUNCTIONALMATERIALSANDDEVICESOct.,2009
文章编号:1007-4252(2009)05-0507-04
收稿日期:2008-06-18; 修订日期:2008-10-15
基金项目:上海市科委重点项目(No.03DZ12033),AM基金资助项目(06SA08),上海市科委资助项目(06ZR14035).
作者简介:周文静(1984-),女,硕士研究生,主要从事有机太阳电池的研究(E-mail:ivy726@).CuPc/C60薄膜太阳能电池的制备及膜厚对其光电性能的影响
周文静,史伟民,伍丽,李爱民,唐健敏,秦娟,王林军,夏义本
(上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系,索朗光伏材料与器件R&D联合实验室,上海200072)
摘要:本文采用CuPc作为电子给体,C60作为电子受体制备了ITO/CuPc/C60/Al异质结太阳能电
池。实验表明器件中活性层(CuPc/C60)对太阳能电池的光电性能有很大的影响。主要原因是有
机物的激子扩散长度大约是十几纳米左右,产生的激子大多数在未到达异质结之前就已经复合。
本文讨论了活性层(CuPc/C60)的厚度比,并获得其最优比例。
关键词:有机太阳能电池;酞菁铜;富勒烯;厚度
中图分类号:TN304 文献标识码:A
ElectricalandopticalpropertiesofCuPc/C60filmpreparedbyvacuum
evaporationindifferentthinknesses
ZHOUWen-jing,SHIWei-min,WULi,LIAi-min,TANGJian-min,
QINJuan,WANGLin-jun,XIAYi-ben
(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SHU-SOLARER&DLAB,
溶液空间限域法制备有机-无机杂化卤化铅钙钛矿单晶薄膜及其器件应用研究进展
第53卷第4期2024年4月人 工 晶 体 学 报JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSVol.53 No.4April,2024
溶液空间限域法制备有机-无机杂化卤化铅钙钛矿
单晶薄膜及其器件应用研究进展
张庆文,单东明,张 虎,丁 然
(吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子学国家重点实验室,长春 130012)
摘要:近年来,有机-无机杂化卤化铅钙钛矿材料因其出色的光电特性在国际上备受瞩目,并已成功应用于太阳能光伏、光电探测、电致发光等多个领域。目前绝大部分器件研究都集中在钙钛矿多晶材料上,但钙钛矿单晶材料拥有更低的缺陷态密度、更高的载流子迁移率、更长的载流子复合寿命、更宽的光吸收范围,以及更高的稳定性等优异的性质,可有效减少载流子传输过程中的散射损失,以及在晶界处的非辐射复合,并抑制离子迁移所引起的迟滞效应。采用钙钛矿单晶薄膜作为器件有源层有望制备性能更高效且更稳定的钙钛矿光电器件。目前,已报道的多种钙钛矿单晶薄膜制备方法包括溶液空间限域法、化学气相沉积法、自上而下加工法等,其中溶液空间限域法的发展和应用最为广泛。本文聚焦利用溶液空间限域法制备高质量钙钛矿单晶薄膜的相关方法,以及钙钛矿单晶薄膜在光电探测器、太阳能电池、场效应晶体管和发光二极管等相关器件应用中的研究进展,并对钙钛矿单晶薄膜及其光电器件的未来发展趋势进行了展望。关键词:钙钛矿半导体材料;溶液空间限域法;钙钛矿单晶薄膜;光电子器件;单晶薄膜生长中图分类号:O78;O484;TN36 文献标志码:A 文章编号:1000-985X(2024)04-0572-13
ResearchProgressonPreparationofOrganic-InorganicHybridLeadHalide
PerovskiteSingle-CrystallineThin-FilmsbySolution-Processed
Space-ConfinedMethodandTheirDeviceApplications
2014年山西省基础研究计划(青年科技研究基金)项目资金表
单位：万元
编 号项 目 名 称承 担 单 位主持人起止时间经费验收
一、山西省教育厅336
山西大学82
2014021001连续变量量子信息秘密共享的实验及理论研究山西大学贾晓军2014-201610
2014021002基于色烯的重金属离子可再生化学计量器的研究山西大学阴彩霞2014-201610
2014021004基于第一原理计算研究超冷极性分子的量子操控山西大学杨勇刚2014-201610
2014021006生物复合荧光共轭聚合物纳米颗粒的制备及生物应用研究山西大学冯丽恒2014-201610
2014021009-1齐次群上非线性退化椭圆方程解的存在性山西大学冯晓晶2014-20163
2014021009-2几类模糊微分方程边值问题解的存在性研究山西大学姚美萍2014-20163
2014021011-2采用可调谐偏振压缩光的原子磁强计山西大学张玉驰2014-20163
2014021011-3频率连续扫描的全固态连续单频钛宝石激光器山西大学卢华东2014-20163
2014021015-5生物信使分子硫化氢荧光探针的构建及其生物细胞成像应用山西大学吕鑫2014-20163
2014021019-5离子自组装方法构筑超分子手性偏振发光材料山西大学张静2014-20163
2014021021-1射频前端双频滤波天线的研究和设计山西大学陈新伟2014-20163
2014021022-1面向网络大数据的主题演化模型及算法研究山西大学陈千2014-20163
2014021022-2目标跟踪中背景建模和外观模型的算法研究山西大学温静2014-20163
2014021026-1谷子硫化氢产生酶对不同逆境的响应及其机制的研究山西大学刘志强2014-20163
2014021030-2分离自冬虫夏草可培养真菌资源的前期开发研究山西大学张姝2014-20163
2014021030-3酶法水解提高荞麦叶黄酮提取物的生物学活性山西大学李彬春2014-20163
柔性基底上电沉积法制备铜铟硒太阳电池薄膜
第２７卷第３期 ２００７年８月 桂林工学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶｏＬ ２７ Ｎｎ ３ Ａｕｇ． ２００７
文章编号：１００６—５４４Ｘ（２０Ｏ７）０３—０３７０—０４
柔性基底上电沉积法制备铜铟硒太阳电池薄膜
龙 飞 ，李建军 ，邹正光
（１．桂林工学院有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室。广西桂林５４１００４； ２．武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，武汉４３００７０）
摘要：采用简单的二电极系统，以大面积的铂网为阳极，钼或不锈钢薄片为阴极，以氯化铜、 三氯化铟、亚硒酸的水溶液为电沉积液，利用一步电沉积技术在不锈钢薄片柔性基底上电沉积制 备铜铟硒（ＣＩＳ）薄膜前驱体，该前驱体经热处理后得到具有黄铜矿型晶体结构ＣＩＳ薄膜．采用
ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＥＤＡＸ等对制备的ＣＩＳ薄膜进行了表征，结果表明所制备ＣＩＳ多晶薄膜物相纯净、 晶型发育好，表面无裂纹，晶粒均匀． 关键词：ＣｕＩｎＳｅａ；电沉积；薄膜；太阳电池 中图分类号：ｏ４８４．１；ＴＭ９１４．４２ 文献标志码：Ａ
铜铟硒薄膜是最重要的多元化合物半导体光
伏材料，光电转换效率高、性能稳定， 不会发生
光诱导衰变，是最具潜力的第二代太阳能电池材 料ｕ』．近年来ＣＩＳ薄膜电池的光电转换效率从上
世纪８Ｏ年代最初的８％提高到１５％左右，最高达 １９．２％＿２』．其制备方法主要有Ｃｕ—Ｉｎ合金膜硒化
法、真空蒸发法和磁控溅射法等．它们或是在真
空、高温条件下制备，或使用有毒气体，或采用
昂贵的仪器设备和原料，所制备的ＣＩＧＳ太阳能电
池成本太高以至不能实现商业化生产．电沉积法
是一种低成本制造ＣＩＳ先驱薄膜的最有潜力的方 法，其技术特点是 ｜４』：所需要的沉积温度低，可
在常温下进行，因此薄膜中不存在残余热应力问
题，有利于增强基片与薄膜之间的结合力，且可
以在形状复杂和表面多孔的基底上制备均匀的薄
2015年度安徽省自然科学基金项目表
- 1 - 附件
2015年度安徽省自然科学基金项目表
一、2015年度面上项目
序号 主持人 依托单位 项目名称
1508085MA01 周先锋 安徽大学 分数阶偏泛函微分方程基本理论
1508085MA02 李志民 安徽工程大学 复杂网络的度量测度及其上动力学行为的研究
1508085MA03 赵立璐 合肥工业大学 丢番图方程的研究
1508085MA04 袁五届 淮北师范大学 睡眠巩固记忆的神经网络动力学机制的理论研究
1508085MA05 乔振华 中国科学技术大学 石墨烯体系中谷间散射作用的研究
1508085MA06 王 亮 中国科学技术大学 肿瘤细胞光学检测系统
1508085MA07 王 坚 中国科学技术大学 微弱信号探测器低噪声高精度读出系统的研究
1508085MA08 王国栋 安徽建筑大学 一维非线性波方程组的初值问题研究
1508085MA09 杨治辉 安徽财经大学 Caputo分数阶时滞微分系统研究
1508085MA10 张祖峰 宿州学院 分数阶微分发展系统的可控性研究
1508085MA11 郭明乐 安徽师范大学 相依索赔风险模型理论的研究
1508085MA12 盛兴平 阜阳师范学院 大规模奇异非对称线性系统的求解及其应用的研究
1508085MA13 李富林 合肥工业大学 两类非线性多重序列快速生成算法研究
1508085MA14 陈 亮 淮北师范大学 大规模非线性方程组的迭代解
1508085MA15 张季谦 安徽师范大学 心肌组织螺旋波与时空混沌的调控作用研究
1508085MA16 刘广强 中国科学院合肥物质科学研究院 二元（金、银）纳米阵列的结构设计及其近红外SERS效应的研究
1508085MA17 许 峰 中国科学技术大学 高温微波耦合作用下材料热动力学演化模型模拟及在线实验验证
1508085MA18 訾振发 合肥师范学院 强磁场下准一维W型六角铁氧体的制备及其吸波性能研究
Inkjet printed chalcopyrite CuInxGaxSe2 thin film solar cells
InkjetprintedchalcopyriteCuInxGa1ÀxSe2thinfilmsolarcells
WeiWang,Yu-WeiSu,Chih-hungChangnOregonStateUniversity,SchoolofChemical,BiologicalandEnvironmentalEngineering,103GleesonHall,Corvallis,OR97331,USA
articleinfo
Articlehistory:Received9October2010Receivedinrevisedform13April2011Accepted5May2011Availableonline31May2011Keywords:PhotovoltaicdevicesInkjetprintingSolarcellsThinfilmsCIGSSolutionprocessingabstract
Inthispaper,wereportanovelapproachforthefabricationofchalcopyriteCuInxGa1ÀxSe2thinfilmsolarcellsbyinkjetprinting.Theshortcircuitcurrent(Jsc),opencircuitvoltage(Voc),fillfactor(FF),andtotalareapowerconversionefficiency(Z)ofthedeviceare29.78mA/cm2,386mV,0.44%,and5.04%,respectively.Inkjetprintingatatmosphericenvironmentoffersanopportunityforthedirectpatterningofabsorbermaterialsatlargescale.Thisprovidesapotentialcostadvantageoverconventionalfabricationprocessthatinvolvessequentialdeposition,patterning,andetchingofselectedmaterials.Inaddition,inkjetprintingincreasestherawmaterialutilizationratiocomparedtomorewastefulvacuum-baseddepositiontechniques.&2011ElsevierB.V.Allrightsreserved.
铜铟硒薄膜太阳电池
铜铟硒薄膜太阳电池
一、铜铟硒薄膜太阳电池的结构
铜铟硒（CuInSe2简称CIS）薄膜太阳电池具有高的转换效率、低的制造成本以及性能稳定而成为光伏界研究热点之一。CIS以玻璃为衬底介绍铜铟硒薄膜太阳电池的结构，CIS太阳电池是在玻璃或其他廉价衬底上分别沉积多层而构成的光伏器件，其结构为：光→金属Al栅状电极/窗口层(CdS)/金属背电极(Mo)/玻璃衬底。如图（一）。
图（一） CIS电池结构
CIS太阳电池已发展了不同的结构，主要差别在于窗口材料的选择，最早是用CdS作窗口，其禁带宽度为2.42eV，通过参入适量的ZnS，成为CdZnS材料，带隙有所增加。鉴于CdS对人体有害，大量使用会污染环境，而且材料本身带隙偏窄，近年来窗口层改用ZnO，带宽可达3.3eV，CdS只作为过渡层，其厚度大约几十纳米。为了增加光的入射率，在电池表面做一层减反膜MgF2，有益于电池效率的提高。
CIS电池与NREL的CIS电池光谱曲线的对照情况。从图（二）可以看出，太阳电池的光谱响应在近红外区增加而在蓝光区减少。较差的短波相应主要是由于Cds层较多的光吸收，而好的长波响应说明CIS层具有较低的禁带宽。如果要增加短波响应，首先要降低Cds层的厚度。而窗口层制备采用蒸发法，厚度和电阻率的要求很难兼得。国外报道的Cds层的制备大都采用水浴法，这是因为水浴法生长的膜更加致密，厚薄更易控制。
图（二）CIS太阳电池的光谱曲线
二、工作原理 太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。可将太阳电池发电过程大致概括为4点：（1）光照射到太阳电池表面；（2）太阳电池吸收一定能量的光子，激发出非平衡载流子（电子和空穴对）。这些电子和空穴有足够的寿命，在它们被分离之前不会复合消失；（3）光生载流子在太阳电池内建电场的作用下，电子空穴对被分离，从而产生与内建电场相反的光生电场，即光生电压；（4）在太阳电池两侧引出电极，接上负载，则在外电路中会产生光生电流。
铜铟(镓)硒薄膜太阳电池吸收层制备研究
源技 铜铟【镓）硒薄膜太阳电池吸收层制备研究 李丽波 ，裴凤巍，王珩，杨秀春，田海燕 （哈尔滨理工大学化学与环境工程学院绿色化工技术黑龙江省高校重点实验室，黑龙江哈尔滨１５００４０） 摘要：铜铟（镓）￣（ＣＩＧＳ）薄膜太阳电池有非常高的理论转化效率，吸收系数高，稳定性好，对材料缺陷的容忍度高等优 点成为了近年来电池研究的热点。介绍了目前国内外制备Ｃｕｌｎ（Ｇａ）Ｓｅ薄膜的方法，包括真空蒸法，溅射法、电沉积法， 溶剂热法，溶胶凝胶法等，阐述了每种方法制备出的铜铟（镓）硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们之间的联系。 关键词：铜铟（镓）硒；薄膜；太阳电池；制备 中图分类号：ＴＭ ９１ ４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ００２—０８７ Ｘ（２０１ ４）０３—０５７２—０４ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｏｆ ＣｕＩｎ（Ｇａ）Ｓｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ＬＩ Ｌｉ—ｂｏ ，ＰＥＩ Ｆｅｎｇ－ｗｅｉ，ＷＡＮＧ Ｈｅｎｇ，ＹＡＮＧ Ｘｉｕ－ｃｈｕｎ，ＴＩＡＮ Ｈａｉ—ｙａｎ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＧｒｅｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆＣｏｌｌｅｇｅ ｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂ｛ｎ ＵｎｉＶｅ ｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ １５００４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ＣＩＧＳ ｔｈｉｎ ｆ¨ｍ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ。ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（１ ０ｓ ｃｍ ），ｇｏｏｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｈｏｔ ｃｅｌＩ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ． Ｓｅｖｅｒａｌ ｍａｊｏｒ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＣＩＳ ｔｈｉｎ ｆ¨ｍ。 ｓｕｃｈ ａｓ ｖａｃｕｕｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ，ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌ，ｓｏｌ－ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ， ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｃｕｌｎ（Ｇａ）Ｓｅ ｆ¨ｍ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｅａｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｕｌｎ（Ｇａ）Ｓｅ；州ｍ：ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ 自７０年代以来，为了大幅度降低太阳电池的成本，光伏 界一直在研究开发薄膜太阳电池，开发出了硅基薄膜电池、碲 化镉薄膜电池，铜铟硒（ＣＩＳ）或铜铟镓硒（ＣＩＧＳ）薄膜电池等。目 前，ＣＩＧＳ类薄膜太阳电池的转换效率可达１９．９％ｔ“，具有低成 本、高效率、无衰退等优点，已成为最有希望的可大规模生产 的光伏材料。ＣｕｌｎＳｅ 与其衍生物，因其成本低、光吸收系数较 高（１０５ｃｍ ），稳定性好等优点被认为是最有潜力的薄膜太阳 能吸收层材料 。ＣｕｌｎＳｅ：是Ｉ．ＩＩＩ．Ⅵ族化合物，晶体结构为黄 铜矿型，是一种直带隙宽度为１．０４ ｅＶ的半导体材料。通过掺 杂改性使其带隙宽度增加，在提高电池光电转换效率的同时 获得更高的开路电压。常见的掺杂方式包括Ｇａ部分替代Ｉｎ，Ｓ 部分替代ｓｅ等。２００８年，由美国国家可再生能源实验室 （ＮＲＥＬ）研制的ＣＩＧＳ薄膜电池转换效率达到了１９．９％ｔ”。美国 Ｓｈｅｌｌ Ｓｏｌａｒ公司的电池组件达到了１２．１％的转换效率。德国的 Ｗｕｒｔｈ Ｓｏｌａｒ公司ＣＩＧＳ生产线已经开始生产，平均转换效率为 收稿日期：２０１３—０８—１２ 基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（１ ２５２１ ｚ００８）；黑龙 江省自然科学基金项目（Ｂ２０１００７）；哈尔滨市科技创新人才研究专项 资金项目（２０１２ＲＦＱＸＧ０８５） 作者简介：李丽波（１９７８－－）。女。山东省人。博士，副教授，主要研 究方向为电化学及材料表面工程。 通信作者：李丽波。Ｅ—ｍａｉｌ：Ｉｌｂｏ２００２＠１２６．ｃｏｍ ２０１ ４．３ Ｖｏ１．３８ ＮＯ．３ ８．５％ｌ ５ｌ。与国际上研究开发力度和规模相比较，国内对ＣＩＧＳ 太阳电池的研发并不太多、研究力量不足，但是近几年来，一 些企业和研究机构对ＣＩＧＳ太阳电池表现出较大的热情以及 资金投入的积极性，也取得了可喜的成果。因此，本文将要介 绍目前国内外制备Ｃｕｌｎ（Ｇａ）Ｓｅ薄膜的方法，阐述每种方法制 备出的铜铟（镓）硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们 之间的联系。 １ ＣＩＧＳ（ＣＩＳ）薄膜的制备方法 制备ＣＩＧＳ（ＣＩＳ）薄膜材料的方法比较多，主要有金属预置 层硒化法、共蒸发法、溅射法、电沉积法、溶胶凝胶法、溶剂热 合成等方法。 １．１金属预置层硒化法 金属预置层硒化法是当今产业化中运用比较多的方法， 它的特点是易于精确控制薄膜中各种元素的化学计量比、薄 膜厚度和成分比例。首先是要制备Ｃｕ．Ｉｎ（Ｇａ）合金膜预制层，然 后对预制层进行硒化。制备工艺可以分成两步：第一步是在基 板温度低于２００℃时将Ｃｕ．Ｉｎ或者Ｃｕ—Ｉｎ—Ｇａ等预制层沉积到 基板上；第二步是Ｈ Ｓｅ／Ｈ ｓ＋Ａｒ或Ｓｅ／Ｓ中对前体热处理。在硒 化的过程中，Ｈ，Ｓｅ为最好的硒源，硒化得到的ＣＩＳ（ＣＩＧＳ）样品 质量较好，薄膜电池的能量转化效率也比较高，但Ｈ ｓｅ具有 毒性且易挥发，需高压容器存放。用固态ｓｅ为硒源虽然无毒，