CdS-AuNP-CdTe等離激元共振太陽能電池的制備與特性研究.pdf

1、CdS/CdTe太陽能電池,由于制備技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單且成熟、性價(jià)比較高和便于大面積生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在已經(jīng)投入生產(chǎn);但是目前仍面臨效率較低、性能不穩(wěn)定等缺點(diǎn),所以人們正嘗試一些新技術(shù)對(duì)CdS/CdTe太陽能電池的特性進(jìn)行改善。
　　納米粒子中的局域表面等離子體共振(LSPR)是一種重要的近場(chǎng)光學(xué)效應(yīng),它可以實(shí)現(xiàn)局域電磁場(chǎng)的強(qiáng)烈增強(qiáng),多用于生物檢測(cè)等領(lǐng)域,目前其在太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用也受到廣泛關(guān)注。發(fā)生表面等離子共振時(shí),材料對(duì)光的吸收增高,

2、從而為實(shí)現(xiàn)高效的光電轉(zhuǎn)換提供了可能途徑。所以,把表面等離子體共振技術(shù)應(yīng)用到薄膜太陽能電池中來提高太陽能電池對(duì)光的吸收是一個(gè)新的研究方向。但目前該方向的研究多集中于理論研究和等離子體共振增強(qiáng)硅太陽電池的研究,而對(duì)于把金納米顆粒制備在CdS/CdTe異質(zhì)結(jié)太陽能電池中間形成CdS/Au NP/CdTe等離激元共振太陽能電池的研究目前尚沒有報(bào)道。CdS/Au NP/CdTe等離激元共振太陽能電池的研究主要集中于討論金屬納米顆粒對(duì)于光生電流的增

3、強(qiáng)效應(yīng),這對(duì)提高太陽能電池的性能至關(guān)重要,對(duì)太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著非常重要的意義。
　　本文對(duì)CdS/Au NP/CdTe和CdS/Au NP/Porous Si等離激元共振太陽能電池的制備、性能和相應(yīng)的理論做了系統(tǒng)的分析和研究。具體如下:
　　(1)敘述了薄膜太陽能電池和相應(yīng)的材料的在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹表面等離子體共振技術(shù)和CdS/Au NP/CdTe等離激元共振太陽能電池的研究進(jìn)展及狀況。
　　(2)介紹了等離

4、激元共振太陽能電池的基本構(gòu)造和工作原理并用AFORS-HET軟件對(duì)太陽能電池的特性進(jìn)行了模擬,介紹了納米薄膜和納米顆粒各自的特性以及制備方法。
　　(3)系統(tǒng)的分析了CdS納米薄膜、金納米粒子、CdTe薄膜、多孔硅和CdS/CdTe、CdS/Au NP/CdTe、CdS/Porous SI、CdS/Au NP/Porous Si太陽能電池的制備方法和過程。
　　(4)系統(tǒng)的研究了退火溫度對(duì)CdS納米薄膜吸收邊的影響以及退火溫

5、度和噴金時(shí)間對(duì)金納米顆粒等離子共振頻率的影響和相應(yīng)的機(jī)理。
　　(5)對(duì)CdS/CdTe、CdS/Au NP/CdTe、CdS/Porous Si、CdS/Au NP/Porous Si太陽能電池的光電特性分別進(jìn)行研究,分析等離子體共振技術(shù)對(duì)太陽能電池性能的影響和相應(yīng)的機(jī)理。
　　研究表明:金納米粒子的存在可以提高CdS/CdTe和CdS/Porous Si異質(zhì)結(jié)太陽電池的光電流;采用濕化學(xué)方法制備的CdS/CdTe和CdS