氧化銀納米薄膜的原位氣固合成及其在雜化薄膜太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、目前太陽能電池的發(fā)展受到很多方面的制約，例如原材料生產(chǎn)過程復(fù)雜且能耗高、pn結(jié)器件制作成本高、操作工藝繁瑣等。采用低溫、無毒、無污染、低能耗的制備方法合成一種具有良好光電性能的半導(dǎo)體材料，并與其帶寬相匹配的半導(dǎo)體材料直接組成pn結(jié)，進(jìn)而組裝成太陽能電池器件是解決上述難題的重要手段。氧化銀作為一種重要的半導(dǎo)體材料，因其無毒無污染，帶隙～1.46eV，在理想的光吸收材料范圍內(nèi)，受到人們廣泛的關(guān)注。本文采用低溫氣固相化學(xué)合成方法，直接利用金屬

2、銀單質(zhì)薄膜與臭氧反應(yīng)，在普通磨砂玻璃和ITO導(dǎo)電玻璃等基底材料的表面原位制備出AgO、Ag2O兩種半導(dǎo)體薄膜材料。系統(tǒng)研究了反應(yīng)溫度、相對濕度、基底材料等條件對氧化銀生長的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相對濕度對最終生成的氧化銀種類起著決定性的作用。針對相對濕度對氧化銀生長造成的影響，我們對臭氧作用下的羥基自由基和活性氧對氧化銀薄膜材料生長的影響和機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。
　　在原位合成出Ag2O納米薄膜半導(dǎo)體的基礎(chǔ)上，首次把寬帶隙的n型半導(dǎo)體

3、材料氧化鉍(Bi2O3)與其組裝成復(fù)合薄膜。在兩種材料的界面處形成pn結(jié)，并利用電化學(xué)工作站對該雜化薄膜的光電性能進(jìn)行了初步測試。結(jié)果表明Bi2O3-Ag2O復(fù)合薄膜的光電流密度比單獨(dú)的Bi2O3薄膜的光電流密度高出一個數(shù)量級，說明Ag2O-Bi2O3p-n結(jié)的形成有助于電子-空穴對的分離，從而顯著增大了光電流密度。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)低溫反應(yīng)，條件溫和，對導(dǎo)電基底無影響，反應(yīng)過程可控，操作方便，反應(yīng)所

4、需時間短，能耗低，有利于低成本制作AgxO半導(dǎo)體薄膜材料。(2)工藝簡單，能夠在基底表面直接成膜，不需要后處理，克服了熱蒸發(fā)反應(yīng)、脈沖激光成膜、電化學(xué)成膜等制備方法所要求的高真空、高能耗、反應(yīng)和成膜過程復(fù)雜等缺點(diǎn)，同時解決了粉末產(chǎn)品在后續(xù)器件的制備過程中需要進(jìn)一步成膜等難題。(3)所制備薄膜宏觀幾何形狀可控，利用掩膜版控制濺射或熱蒸鍍單質(zhì)銀薄膜的幾何形狀，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)物AgxO半導(dǎo)體薄膜形貌的控制。(4)通過控制成膜方式、單質(zhì)銀薄膜厚度