全光譜回響半導體複合薄膜的製備及光伏效應研究

《全光譜回響半導體複合薄膜的製備及光伏效應研究》是依託四川大學，由李衛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：全光譜回響半導體複合薄膜的製備及光伏效應研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李衛
• 依託單位：四川大學

項目摘要

多帶隙太陽電池是在寬頻隙半導體中引入一個或多個雜質能級（帶），各帶隙有不同寬度，因此對應不同波長的光吸收，可充分利用各波段太陽光，極大提高太陽電池光電轉換效率。調研表明，全譜回響半導體複合膜通過量子阱形式構成，則具有三帶隙或多帶隙材料的特點。雖然常見II-VI族半導體薄膜已用來製作光伏器件，如CdTe太陽電池，但通過量子阱形式（多層複合薄膜）構成太陽電池還未見報導。因此，我們提出全光譜回響半導體複合薄膜太陽電池的概念，並進行相關實驗研究，包括全光譜回響半導體複合薄膜的設計和製備；其亞層、周期數對結構、光電性質的影響；以及這種複合薄膜太陽電池的探索研究。通過本課題將獲得若干具有自主智慧財產權，能夠有效提高光電轉換效率的多帶隙材料，掌握全光譜回響半導體複合薄膜與其他半導體材料構成pin或pn異質結電池的結特性，以及準費米能級的空間分布狀況，最終實現全譜吸收的高效太陽電池。

結題摘要

採用第三代太陽電池技術，太陽電池的光電轉換效率會獲得極大的提高，而成本將大大降低並極具競爭力。全譜回響半導體複合膜通過量子阱形式構成，具有三帶隙或多帶隙材料的特點。在本工作中，我們根據半導體材料的能帶偏移設計和製備了兩種類型的半導體多層複合薄膜，研究了其結構、光學、成分、電學等性質。觀察到了持續光電導現象，這種現象產生的原因在於自建電場作用下，光生載流子在空間上有效地分離。在這種半導體多層複合薄膜中，出現了基於量子結構的隧穿效應。與此同時，還研究了半導體多層複合薄膜的界面性質、結特性和接觸特性，以及基於半導體多層複合薄膜的太陽電池。結果表明，獲得了界面清晰的多層結構，光譜效應的長波段得到有效擴展。在基金的支持下，該項目的實施將有助於提高第三代太陽電池的性能並最終實現全光譜相應的太陽電池。