调控晶界提高黄铜矿结构薄膜太阳能电池的转换效率

项目名称： 调控晶界提高黄铜矿结构薄膜太阳能电池的转换效率

项目编号： No.21271064

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 武四新

作者单位： 河南大学

项目金额： 85万元

中文摘要： 具有黄铜矿结构的铜铟镓硒（CIGS）和铜锌锡硫(CZTS)是目前非常重要的薄膜太阳能电池材料，其独特之处在于由多晶材料组成的器件的转换效率要高于单晶材料组成的器件的性能，故多晶晶界在其中的作用至关重要。大量的工作研究了多晶晶界为何能提高转换效率，但对于怎样通过调控多晶晶界来进一步提高转换效率却没有引起关注。本项目通过两种液相方法（溶液直接成膜、微粒印刷成膜法）制备CIGS和CZTS薄膜，通过成膜过程中以及后期的热处理时条件的调控，调节薄膜中多晶晶界，形成形貌和大小不同的多晶晶界。通过光电性能的表征，研究光生载流子在晶界上的传输性质，探究多晶晶界的差异对太阳能电池性能的影响，从而建立最佳的多晶晶界的条件，获得更高转换效率的黄铜矿结构薄膜太阳能电池。通过上述的实验设计，可以实现薄膜太阳电池的光伏增强，提高黄铜矿结构薄膜太阳能电池的转换效率。

中文关键词： 铜铟镓硒；铜锌锡硫；转换效率；晶界；

英文摘要： The chalcopyrite CIGS and CZTS polycrystalline thin films have been a promising materials for photovoltaic applications. A notable exception is polycrystalline CIGS solar cells,where today's cell efficiencies(～20%), outperform the best single-crystal devices (12.5%).The understanding of the natural grain boundary in chalcopyrite could lead in the future to the deliberate design of optoelectronic devices based on many low-cost polycrystalline materials. Here we tried to prepared CIGS and CZTS polycrystalline films by two ways, (solution process, particulate process). we want to systematically control the experimental conditions, form different morphology and size GB, study the relationship between the GB and power conversion efficiencies. We try to build the optimal GB,and improve the conversion efficiencies of chalcopyrite thin-film solar cells.

英文关键词： CIGS；CZTS；conversion efficiency；grain boundary；