国家自然科学基金(61274060)
- 作品数：8 被引量：5H指数：2
- 相关作者：刘向鑫李辉杨彪杜忠明韩俊峰更多>>
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- 铁电半导体耦合光伏器件的历史与最新进展被引量：2
- 2015年
- 本文介绍了新型铁电-半导体耦合光伏器件的发展历史和现状,阐述了所观察到的非经典行为,即开路电压在直流偏置电场控制下的迟滞的现象.将之与含有光诱导偶极子场的有机光伏器件和量子点电池、压电光电子器件、铁电光伏器件、钙钛矿电池等进行比较,发现偶极子极化电场在多种光伏器件中均存在,甚至可能起到主导作用.因此,提出了偶极子场半导体器件的概念,期望从更广义的范围涵盖结场型器件和非结场型偶极子器件,为促进光伏发电领域更多的创新提供思路.
- 杨彪刘向鑫李辉
- 从纳米偶极子光伏器件到偶极子半导体器件被引量：1
- 2014年
- 介绍了纳米偶极子光伏器件的发展历史和现状,阐述了在这种新型光伏器件中观察到的非经典行为,即开路电压可受外电场控制而改变的现象,并将之与铁电光伏器件、压电光电子器件、含有光诱导偶极子场的有机光伏器件和量子点光伏器件等进行比较,提出了偶极子场半导体器件的概念。期望从更广义的范围涵盖结场型器件和非结场型偶极子器件,为促进光伏发电领域更多的创新提供思路。
- 刘向鑫
- 关键词：光伏器件
- 中国国情环境下CdTe光伏的全周期镉排放分析被引量：2
- 2013年
- 结合中国的实际国情,对碲化镉薄膜光伏技术产业在中国生产和使用的全周期进行预测分析,讨论了该产业潜在的镉排放问题.经对比分析发现,这种光伏发电形式的镉总排放率只有当前中国火力发电的1/13.但是其中采用化学回收技术对报废组件进行资源再生的环节排放率弹性很大,需给予特别关注.总体上,我们预测在中国生产和应用碲化镉薄膜光伏系统引起的镉排放仅有364.6mgCd GW-1h-1,远低于煤电的4900mgCd GW-1h-1.所产生的环境效益比在美国更大.
- 刘向鑫杨兴文
- 关键词：光伏碲化镉
- 不同厚度和退火温度下AZO/ZnO结构的薄膜稳定性
- 2018年
- 利用射频磁控溅射法在7059玻璃上生长不同厚度的AZO薄膜,并在不同厚度的薄膜上再利用射频磁控溅射沉积一层55 nm的本征ZnO薄膜。利用退火CdTe电池的退火条件退火各种厚度的薄膜时,所有AZO/ZnO结构的薄膜电阻率均只有微小的变化,表现出比单层结构的AZO薄膜更强的电学稳定性。在干空气气氛中400～550℃退火时,710 nm AZO/50 nm ZnO结构的薄膜仍然具有更好的稳定性,退火后电阻率仍然保持得更好。结果表明在制备CdTe电池时采用AZO/ZnO结构方式的透明电极比AZO更有利于电池的光电性能。
- 杜忠明刘向鑫
- 关键词：射频磁控溅射电阻率退火
- 非接触式激光测量真空状态下温度的方法
- 2013年
- 研究了一种利用激光干涉原理进行非接触式测温的方法,该方法能在不破坏样品表面的前提下,准确、方便、廉价地获取玻璃在真空中的真实温度。在相关实验中以Pilkington TEC系列钠钙玻璃为样品,在150~500℃之间同时对样品进行热电偶测温和激光干涉测温,实验数据表明,非接触式激光测温方法得到的温度数据与热电偶直接接触样品表面测得的温度数据在误差10℃范围内基本相同。证明了这种非接触式的方法可用于以玻璃为基底的太阳能电池生产领域。
- 黄芳刘向鑫韩俊峰王晶李辉王文静
- 关键词：热电偶测温激光干涉法温度
- 磁控溅射Cl掺杂CdTe薄膜的孪晶结构与电学性质
- 2017年
- CdTe用作薄膜太阳能电池吸收层需要经过氯处理才能得到高的光电转换效率,其中Cl原子的作用机理仍然没有完全被理解.实验发现Cl原子主要偏聚在CdTe晶界处,对晶界有钝化作用,而有第一性原理计算认为Cl原子掺入CdTe晶格能够引入浅能级提高光电转换效率.为了验证Cl原子掺杂是否对CdTe的光电转换效率有益,本文通过磁控溅射制备了100 ppm(ppm=1/1000000)Cl原子掺杂的CdTe(CdTe:Cl)薄膜并研究了薄膜的晶体结构与电学性质,同时对比了正常氯处理的无掺杂CdTe薄膜与CdTe:Cl薄膜之间的性质区别.实验发现Cl原子掺杂会在CdTe:Cl中形成大量仅由几个原子层构成的孪晶,电子和空穴在CdTe:Cl薄膜中没有分离的传导通道,而在氯处理后的CdTe薄膜中电子沿晶界传导,空穴沿晶粒内部传导.磁控溅射沉积的CdTe:Cl多晶薄膜属于高阻材料,退火前载流子迁移率很低,退火后载流子浓度降低到本征数量级,电阻率提高.CdTe:Cl薄膜电池效率远低于正常氯处理的无掺杂CdTe薄膜电池效率.磁控溅射制备的非平衡重掺杂CdTe:Cl多晶薄膜不适合用作薄膜太阳能电池的吸收层.
- 朱子尧刘向鑫蒋复国张跃
- 关键词：高分辨透射电子显微镜
- 一种在室温合成具有宽带隙CdS的简单方法（英文）
- 2015年
- 采用简单的磁控溅射方法,在室温合成了Cd S多晶薄膜.在溅射Cd S多晶薄膜过程中,分别在Ar气中通入0%、0.88%、1.78%、2.58%和3.40%(体积分数,φ)的O2,得到不同O含量的Cd S多晶薄膜.通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见光谱仪对得到的Cd S多晶薄膜进行表征.分析结果表明:O的掺入能得到结合更加致密,晶粒尺寸更小的Cd S多晶薄膜;与溅射气体中没有O2时制备的Cd S多晶薄膜的光学带隙(2.48 e V)相比,当溅射气体中O2的含量为0.88%和1.78%(φ)时,制备得到的Cd S多晶薄膜具有更大的光学带隙,分别为2.60和2.65 e V;而当溅射气体中O2的含量为2.58%和3.40%(φ)时,得到的Cd S光学带隙分别为2.50和2.49 e V,与没有掺杂O的Cd S的光学带隙(2.48 e V)相当;当溅射气体中O2的含量为0.88%(φ)时,制备的Cd S多晶薄膜具有最好的结晶质量.通过磁控溅射方法,在溅射气体中O2含量为0.88%(φ)条件下制备的Cd S多晶薄膜表面沉积了Cd Te多晶薄膜并在Cd Cl2气氛中进行了高温退火处理,对退火前后的Cd Te多晶薄膜进行了表征.表征结果显示:Cd S中掺入O能得到结合更紧密、退火后晶粒尺寸更大的Cd Te多晶薄膜.通过磁控溅射方法,在Cd S制备过程中于Ar中掺入O2,在室温就能得到具有更大光学带隙的Cd S多晶薄膜,该方法是一种简单和有效的方法,非常适用于大规模工业化生产.
- 李辉刘向鑫张玉峰杜忠明杨彪韩俊峰BESLAND Marie-Paule
- 关键词：CDS磁控溅射CDTE太阳能电池
- 铁电半导体耦合薄膜电池中的反常载流子传输现象
- 2016年
- CdS-CdTe铁电半导体耦合太阳能电池是一种新型太阳能电池,其工作机理是光伏材料Cd Te吸收光子产生的电子空穴对,在铁电材料Cd S极化形成的内建电场作用下向两极运动,通过前后电极引出形成电流.本文利用原子力显微镜(AFM)进行导电AFM扫描,得到的Cd S-CdTe铁电半导体耦合太阳能电池薄膜表面微观电流分布出现了一些反常的现象,Cd Te晶粒边界处存在百纳米级别的小颗粒覆盖晶界,晶界不导电,大电流区域沿晶界边缘在晶粒内分布.作为对比,同样条件下制得的纯CdTe薄膜晶界却存在明显的导电现象.在进行导电AFM扫描时,分别对两组薄膜样品施加方向相反的直流偏压,发现Cd S-Cd Te铁电半导体耦合太阳能电池薄膜晶界处存在明显的压电现象,证明Cd S-CdTe铁电半导体耦合太阳能电池薄膜中不导电晶界很有可能是具有压电性的富S的Cd S_(1-x)Te_x颗粒.扫描透射电镜分析也证实了这些小颗粒为六方相富S的Cd S_(1-x)Te_x合金.同时,经过六个月的定期测试,发现CdS铁电半导体耦合太阳能电池出现效率增长的异常现象,最高电池效率已达13.2%,该效率是目前已知的铁电光伏器件中最高的.
- 帅佳丽刘向鑫杨彪
- 关键词：透射电子显微镜太阳能电池
