新型薄膜太阳能电池研究进展

聚合物太阳能电池研究进展

摘要 对聚合物光伏材料进行描述，指出了聚合物太阳能电池的光电响应方式

与传统无机太阳能电池的差别，描述了聚合物太阳能电池的工作原理、重要参数。分析了目前制约电池效率和稳定性提高的主要因素，并提出了提高聚合物太阳能电池效率的途径以及延长电池寿命的方法，为今后聚合物太阳能电池的发展指明了研究方向。

关键词 聚合物太阳能电池 体相异质结 光电功能薄膜 形貌调控

1 引言

当今，能源问题已成为世界各国经济发展遇到的重大问题，一是世界能源储量不容乐观，石油天然气可采年限只有六七十年；二是燃烧化石燃料产生的CO2等温室气体造成全球气候变暖已严重影响人类的生活。太阳能[1]作为未来最有希望的能源之一，因为其分布广阔获取方便、对人无害不污染环境、取之不尽用之不竭而受到各个国家的高度重视。除核能外，我们当今所使用的主要能源(包括化石燃料的煤、石油、天然气和水力、风力电能)都来自于太阳对地球的辐照。 太阳对地球一天辐照所传递的能量就足以让这个星球上的60多亿居民按现在的能源消费速度使用27年。

目前研究和应用最广泛的太阳能电池主要是单晶硅、多晶硅和非晶硅系列电池，然而由于硅电池材料本身的加工工艺非常复杂，材料要求苛刻且不易进行大面积柔

综述了染料敏化太阳能电池的研究背景和发展过程,包括了光阳极、光敏染料和电解质的研究进展,详细阐述了该电池国内外各项关键技术的实验和产业化研究最新成果,着重分析了染料敏化太阳电池的未来发展趋势,并展望了该电池的应用前景。

第2 2卷第 1 0期 20 0 8年 1 0月

化工时刊Ch m ia I d s r i e e c l n u ty T m s

Vo . 2, 1 2 No. 0 1 Oc . 0. 0 8 t1 2 0

染料敏化太阳能电池的研究进展张力孙岳明 (南大学化学化工学院，苏南京 2 18 )东江 119摘要综述了染料敏化太阳能电池的研究背景和发展过程，括了光阳极、敏染料和电解质的研究进展，细阐包光详

述了该电池国内外各项关键技术的实验和产业化研究最新成果，着重分析了染料敏化太阳电池的未来发展趋势，并展望了该电池的应用前景。 关键词染料敏化太阳能电池电子传输氧化物薄膜光敏染料电解质

Re e r h pr g e so e—s nstz d S l r Cel s a c o r s fDy e iie oa l sZh n i S n Yu mi g a g L u e n( c ol f h m s yad C e

爱的

建材世界

2009年 第30卷 第5期

a-Si H薄膜太阳能电池

倪 嘉,鲍 田,王 芸

(中国建材国际工程有限公司研发中心,蚌埠233018)

-Si H薄膜太阳能电池作为一种新的能源材料正得到迅猛发展,该文阐述了a-Si H薄膜太阳能电池的原摘 要: a

理、结构、研究进展及应用前景。

关键词: 非晶硅; 太阳能电池; 薄膜

a-Si HThinFilmSolarCell

NIJia,BAOTian,WANGYun

(ResearchandDevelopmentCenterofCTIEC,Bengbu233018,China)

Abstract: Asakindofnewenergymaterials,thea-Si Hthinfilmsolarcellisintherapiddevelopment,thispaperde-scribesthetheory,structure,progressandprospectofthea-Si Hthinfilmsolarcell.

Keywords: amorphoussilicon; solarcel

浅谈有机太阳能电池与无机太阳能电池 杨红旭 10013203

测绘工程10级2班

摘要：有机太阳能电池作为一种新兴的有着巨大潜力的光电转换器件，吸引了越来越多的

关注。本文主要比较有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别。并展望了有机太阳能电池发展的广阔前景。

关键词：有机太阳能电池 无机太阳能电池 生产成本 工作原理 光电转换率

一、 引言

现今占主导地位的太阳能电池是以无机半导体为主要材料制成，自太阳能电池商业应用以来，单晶硅、多晶硅和非晶硅系列应用最为广泛。经过多年来的发展，硅基太阳能电池相关的技术已有了长足的进步，但依然没有脱离通过氧化－还原反应来提纯硅的方法，这一过

程必然会使晶体硅太阳能电池制造能耗大、污染高、工艺复杂且生产设备昂贵。而有机半导体材料由于具有制作成本低、易制作、质量轻、富有弹性等特点，引起越来越多的关注，目前学者已在研究如何在电子器件中将现有的昂贵无机半导体材料用有机半导体材料加以代替，其中就包括有机太阳能电池的研究。本文就有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别做简

聚合物太阳能电池光伏材料的研究进展

摘要: 聚合物太阳能电池由于成本低廉、轻薄灵活、光伏材料分子结构的可设计性等优点

成为近年来太阳 能电池研究与开发的热点。光电转化效率较低一直是制约此类电池商业化的关键问题, 而影响效率的因素包 括电池结构、光伏材料的选择、以及电池的组装技术等。本文简要介绍了聚合物太阳能电池的工作原理, 对电 池光敏层结构的研究进展以及给、受体材料的种类和应用发展现状进行了着重分析, 最后从提高电池效率的几 个方面展望了聚合物太阳能电池的发展方向。

关键词: 太阳能电池; 光伏材料; 工作原理; 聚合物光敏层; 结构

引言

太阳能作为一种易于获取、安全、洁净无污染的新能源为人们解决能源危机提供了新的思路。利用 太阳能最有效的方式之一是太阳能电池技术, 1954年美国贝尔实验室成功研制出效率为 6% 的实用型单 晶硅电池为太阳能电池技术的研究拉开了序幕[ 1~ 3] 。目前已开发和研究的太阳能电池有硅太阳能电池、 无机化合物半导体太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机小分子太阳能电池以及聚合物太阳能电池[ 4] 。 同其它几种太阳电池相比, 聚合物太阳能电池具有原料广、成本低、光伏材料可以自行设计合成以及可制 备

浅谈有机太阳能电池与无机太阳能电池 杨红旭 10013203

测绘工程10级2班

摘要：有机太阳能电池作为一种新兴的有着巨大潜力的光电转换器件，吸引了越来越多的

关注。本文主要比较有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别。并展望了有机太阳能电池发展的广阔前景。

关键词：有机太阳能电池 无机太阳能电池 生产成本 工作原理 光电转换率

一、 引言

现今占主导地位的太阳能电池是以无机半导体为主要材料制成，自太阳能电池商业应用以来，单晶硅、多晶硅和非晶硅系列应用最为广泛。经过多年来的发展，硅基太阳能电池相关的技术已有了长足的进步，但依然没有脱离通过氧化－还原反应来提纯硅的方法，这一过

程必然会使晶体硅太阳能电池制造能耗大、污染高、工艺复杂且生产设备昂贵。而有机半导体材料由于具有制作成本低、易制作、质量轻、富有弹性等特点，引起越来越多的关注，目前学者已在研究如何在电子器件中将现有的昂贵无机半导体材料用有机半导体材料加以代替，其中就包括有机太阳能电池的研究。本文就有机太阳能电池与无机太阳能电池在生产成本、工作原理和光电转换效率等方面的区别做简

2009届研究生博士学位论文

铜锢稼硒(CIGS )薄膜太阳能电池研究 摘要

铜锢嫁硒Cu (InGa) Se, (CIGS)薄膜太阳能电池，具有转换效率高、成本低、 稳定性好等特点，是最有发展前景的薄膜太阳能电池之一。到目前为止，基于三 步共蒸发工艺制备的CIGS薄膜太阳能电池的效率已达19.99%，是所有薄膜太阳

能电池中最高的。尽管这种制备方法有很多优点，制备成分均匀的大面积电池却 具有难以克服的困难，不能满足大规模产业化的要求。在CIGS薄膜太阳能电池 产业化进程中，克服其层间的附着力差，制备符合化学计量比具有黄铜矿结构的 多晶薄膜吸收层是必须解决的两个最重要的工艺技术。

本论文主要研究一种工艺简单、可控、适合产业化需要的技术工艺，即溅射 制备合金预制膜后硒化的制备方法。研究采用的溅射系统，是本中心自行设计研 制的三靶共溅设备，阴极大小为3英寸，衬底基座可以旋转，以保证制备薄膜的 均匀。 首先，在碱石灰玻璃衬底上制备厚度约1微米的铝电极，在溅射过程中通过 改变工作气压，使Mo电极具有类似层状结构，消除了内应力的影响。通过扫描 电镜分析，薄膜表面具有鱼鳞状结构，从而增加了Mo电极和CIGS吸收层之间的

接触面积。

烧结

? 晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料，传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极

欧姆接触，共烧工艺只需一次烧结，同时形成上下电极的欧姆接触，是高效晶体硅太阳能电池的一项重要关键工艺，国外著名的金属浆料厂商非常卖力推广共烧工艺。这个工艺基础理论来自较古老的合金法制P-N结工艺。就是电极金属材料和半导体单晶硅在温度达到共晶温度时，单晶硅原子按相图以一定的比例量溶入到熔融的合金电极材料中去。单晶硅原子溶入到电极金属中的整个过程是相当快的，一般只需几秒钟时间。溶入的单晶硅原子数目决定于合金温度和电极材料的体积，烧结合金温度愈高，电极金属材料体积愈大，则溶入的硅原子数目也愈多，这时状态被称为晶体电极金属的合金系统。如果此时温度降低，系统开始冷却，这时原先溶入到电极金属材料中的硅原子重新以固态形式结晶出来，也就是在金属和晶体接触界面上生长出一层外延层。如果外延层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型相同杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成欧姆接触；如果再结晶层内含有足够量的与原先晶体材料导电类型异型的杂质成份，这就获得了用合金法工艺形成P-N结。

? 银桨、银铝桨、铝桨印刷过的硅片，通过烘干有机溶剂完全挥发，膜层收缩成为固状物紧密

粘附

河北工业大学2009届毕业论文

2 有机太阳能电池综述

2.1 有机太阳能电池材料简述

对于有机太阳能电池材料可以简单地分为两类，一类是小分子材料，另一类是聚合物材料。严谨一些的分法可以大致分为以下五类：⑴有机小分子化合物；⑵有机大分子化合物；⑶D-A二元体系；⑷模拟叶绿素分子结构材料；⑸有机无机杂化体系。但鉴于本论文的工作内容和研究深度，在这里只对前面简单分类作主要介绍。 2.1.1 小分子材料

有机小分子光电转换材料大部分是一些含共轭体系的染料分子，它们能够很好地吸收可见光从而表现出很好的光电转换性质。它们具有化合物结构可设计性、材料质量轻、生产成本低、加工性能好、便于制备大面积太阳能电池等优点。主要的小分子材料有酞菁[3]、卟啉[4-6]和苝菁[7，8]等，现简单介绍如下：

酞菁类化合物是典型的p型有机半导体，具有离域的平面大π键，600~800nm的光谱区域内有较大吸收。其合成已经工业化，是太阳能电池中很受重视、研究得最多的一类材料。这几十年来，人们主要研究了从金属酞菁在金属电极尤其是铂电极上的光电效应，探讨了如中心金属离子、掺杂及环境气氛等影响金属酞菁光伏效应的多种因素，到金属酞菁在无机半导体如ZnO、CdS、SnO2等上面的

如何编制薄膜太阳能电池项目

可行性研究报告

（立项+批地+贷款）

编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司

编制时间：二〇一四年十一月

咨询师：高建

目 录

目 录...................................................................................................................... 2 专家答疑：............................................................................................................ 4 一、可研报告定义：............................................................................................ 4 二、可行性研究报告的用途................................................................................ 4

1. 用于向投资主管部门备案、行政