《基於柔性Mo襯底的無Cd環保型Cu2ZnSnS4薄膜太陽電池研究》是依託福州大學，由程樹英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於柔性Mo襯底的無Cd環保型Cu2ZnSnS4薄膜太陽電池研究
- 依託單位：福州大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程樹英
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高效、廉價、環保、便攜的太陽電池將是未來發展的重要方向。本項目擬以柔性無Cd環保型Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太陽電池為研究目標，提出以柔性鉬箔為襯底和以Zn(O,S)為緩衝層，研究CZTS/Zn(O,S)異質結及其太陽電池的製備工藝和光電性能。擬利用溶膠凝膠法和化學浴法與熱處理工藝相結合在柔性Mo襯底上先後製備CZTS和O/S比例可調的Zn(O,S)薄膜，構建CZTS/Zn(O,S)異質結，探究薄膜的製備工藝對該異質結的組成、微結構和光電性能的影響規律，闡明該異質結的界面特性、能帶結構、載流子輸運和有效收集等相關問題。將理論模擬與實驗研究相結合，揭示CZTS太陽電池的製備工藝、表面、界面、膜層結構和物理參數與其性能的內在聯繫，以期獲得效率高於5%的無Cd柔性CZTS太陽電池，研究結果對發展新型的綠色環保太陽電池將有重要的科學意義。
結題摘要
高效、廉價、環保、便攜的太陽電池將是未來發展的重要方向。本項目以柔性無Cd環保型Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太陽電池為研究目標，對Zn(S,O)、In2S3等緩衝層的製備與摻雜改性及其與CZTS形成的異質結（如Zn(O,S)/CZTS、In2S3/CZTS等）帶階進行了系統研究；用SCAPS仿真了分別以Zn(S,O)和In2S3作為CZTS太陽電池的緩衝層時，電池性能與其膜層結構和物理參數之間的相互關係，獲得了最佳化條件下相關的物理參數；對結構為SLG/Mo/CZTS/In2S3/i-ZnO/ZnO:Al的CZTS太陽電池，在最佳化條件下其效率可達19.28%。用Ag+微量取代Cu+，在柔性Mo襯底上研製了(Cu1-xAgx)2ZnSnSe4(CAZTSSe)太陽電池，其效率從4.34%提升至6.24%，且開壓損耗減少了67mV；通過進一步最佳化硒化條件獲得緻密、結晶良好的CZTSSe薄膜，製備出轉化效率為6.78%的高柔性CZTSSe太陽電池。闡明了異質結中的界面特性、帶隙匹配、異質結過渡、載流子輸運和有效收集、以及界面複合機理等相關問題。發表學術論文20篇，全部被SCI或EI收錄，授權發明專利10件，培養了研究生6人，出席國內和國際重要學術會議15人次。
