采用高温直接溅射Cu-In-Ga-Se四元合金靶材工艺制备光吸收层,通过对预溅射层温度和厚度的调控,研究铜铟镓硒(CIGS)预溅射层对直接溅射法制备CIGS薄膜的(220)择优取向调控机理。结果表明,预溅射层沉积温度逐渐降低时,CIGS薄膜X射线衍射(X...采用高温直接溅射Cu-In-Ga-Se四元合金靶材工艺制备光吸收层,通过对预溅射层温度和厚度的调控,研究铜铟镓硒(CIGS)预溅射层对直接溅射法制备CIGS薄膜的(220)择优取向调控机理。结果表明,预溅射层沉积温度逐渐降低时,CIGS薄膜X射线衍射(XRD)I_((220))/I_((112))比值从0.43增大到1.05,晶粒尺寸逐渐变大且均匀。预溅射层厚度从0增加到120 nm时,I_((220))/I_((112))比值从0.48增大到1.12。在溅射温度为室温,预溅射层厚度为80 nm时,最终获得单点10.94%的器件效率。分析预溅射层表面AFM和XPS以及器件HRETM,发现低温预溅射层引入能够显著降低衬底表面电位,电压的振幅只有25 m V,较低的表面电位促进了高温沉积CIGS(220)择优取向,同时(220)择优取向促进了化学水浴工艺时Cd离子的掺杂,最终提升了CIGS器件效率。展开更多
开发兼具优异器件性能和良好加工性能的聚合物给体是推进有机太阳能电池产业化的有效措施.聚(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并(1,2-b:4,5-b')二噻吩))-(2-丁基辛基)噻吩-2-基-8-(4-(2-丁基辛基)-5-甲基噻吩-2-基)...开发兼具优异器件性能和良好加工性能的聚合物给体是推进有机太阳能电池产业化的有效措施.聚(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并(1,2-b:4,5-b')二噻吩))-(2-丁基辛基)噻吩-2-基-8-(4-(2-丁基辛基)-5-甲基噻吩-2-基)二噻吩并(3',2':3,4;2'',3'':5,6)苯并(1,2)(1,2,5)噻二唑(简称:D18)因其高效率的优势受到了很多研究者的兴趣,但是其强聚集特性限制了其用非卤溶剂加工.本文介绍了一种在聚合物给体D18共轭主链中引入含柔性烷基桥联单元的结构改性方法,通过改变柔性烷基链的长度,调节引入含柔性烷基的桥联单元的含量,合成了D18-3C-5%和D18-4C-5%两种溶解性显著改善的新型聚合物给体.测试结果表明,当引入的柔性烷基链包含4个碳原子,含柔性烷基的桥联单元在聚合物主链中含量为5%时,所得的聚合物给体D18-4C-5%在使用非卤素溶剂邻二甲苯制备器件时可以获得高达17.32%的优异能量转换效率(PCE),器件的开路电压(V_(OC))为0.87 V,短路电流密度(J_(SC))为25.53 m A·cm^(-2),填充因子(FF)为0.78.D18-4C-5%减弱的分子聚集和结晶性大大改善了其在非卤溶剂中的溶解性,表现出优异的器件加工性能.基于D18-4C-5%:L8-BO的大面积柔性器件(1 cm^(2))也可实现14.00%的优异PCE.本工作阐明了柔性链削弱聚集策略对聚合物给体加工性能改善的重要作用,能够解决强聚集聚合物给体材料在大面积溶液加工中的局限性,对高效有机太阳能电池的进一步发展具有重要意义.展开更多
文摘采用高温直接溅射Cu-In-Ga-Se四元合金靶材工艺制备光吸收层,通过对预溅射层温度和厚度的调控,研究铜铟镓硒(CIGS)预溅射层对直接溅射法制备CIGS薄膜的(220)择优取向调控机理。结果表明,预溅射层沉积温度逐渐降低时,CIGS薄膜X射线衍射(XRD)I_((220))/I_((112))比值从0.43增大到1.05,晶粒尺寸逐渐变大且均匀。预溅射层厚度从0增加到120 nm时,I_((220))/I_((112))比值从0.48增大到1.12。在溅射温度为室温,预溅射层厚度为80 nm时,最终获得单点10.94%的器件效率。分析预溅射层表面AFM和XPS以及器件HRETM,发现低温预溅射层引入能够显著降低衬底表面电位,电压的振幅只有25 m V,较低的表面电位促进了高温沉积CIGS(220)择优取向,同时(220)择优取向促进了化学水浴工艺时Cd离子的掺杂,最终提升了CIGS器件效率。
文摘开发兼具优异器件性能和良好加工性能的聚合物给体是推进有机太阳能电池产业化的有效措施.聚(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并(1,2-b:4,5-b')二噻吩))-(2-丁基辛基)噻吩-2-基-8-(4-(2-丁基辛基)-5-甲基噻吩-2-基)二噻吩并(3',2':3,4;2'',3'':5,6)苯并(1,2)(1,2,5)噻二唑(简称:D18)因其高效率的优势受到了很多研究者的兴趣,但是其强聚集特性限制了其用非卤溶剂加工.本文介绍了一种在聚合物给体D18共轭主链中引入含柔性烷基桥联单元的结构改性方法,通过改变柔性烷基链的长度,调节引入含柔性烷基的桥联单元的含量,合成了D18-3C-5%和D18-4C-5%两种溶解性显著改善的新型聚合物给体.测试结果表明,当引入的柔性烷基链包含4个碳原子,含柔性烷基的桥联单元在聚合物主链中含量为5%时,所得的聚合物给体D18-4C-5%在使用非卤素溶剂邻二甲苯制备器件时可以获得高达17.32%的优异能量转换效率(PCE),器件的开路电压(V_(OC))为0.87 V,短路电流密度(J_(SC))为25.53 m A·cm^(-2),填充因子(FF)为0.78.D18-4C-5%减弱的分子聚集和结晶性大大改善了其在非卤溶剂中的溶解性,表现出优异的器件加工性能.基于D18-4C-5%:L8-BO的大面积柔性器件(1 cm^(2))也可实现14.00%的优异PCE.本工作阐明了柔性链削弱聚集策略对聚合物给体加工性能改善的重要作用,能够解决强聚集聚合物给体材料在大面积溶液加工中的局限性,对高效有机太阳能电池的进一步发展具有重要意义.
