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一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法技术

技术编号:8791882 阅读:194 留言:0更新日期:2013-06-10 12:43
本发明专利技术提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO2(1.6eV)和Cu2O(2.0eV)作为光双吸收层,扩展了产生光生载流子的吸收波段,打破了单级电池的理论极限。其结构为:以金属及透明导电薄膜为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt等金属作为电池的阳极。本发明专利技术采用N型重掺杂层Nb:TiO2的设计,可提升自建电场高度,增大开路电压,获得理论转换效率高达34%的器件性能;含双吸收层的三层PIN结构的设计,使光吸收范围覆盖可见光及近红外区,能更有效的吸收太阳光,大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是薄膜太阳能电池领域,特别是一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法
技术介绍
能源问题对于实现经济和社会的可持续发展是一个严峻挑战。太阳辐射是地球最大的清洁绿色能量来源。光伏发电是人类解决能源问题的首选方案之一。目前市场上已成熟或接近成熟的光伏电池包括晶硅电池、非晶硅薄膜电池、CuInGaSe或CdS/CdTe等化合物薄膜电池、染料敏化电池及有机无机复合电池。然而,这些电池在成本、稳定性、生产原料局限性或生产过程的环保性等方面还存在一些尚待解决的问题。全氧化物太阳能电池是近年来提出的新概念,即将P型氧化物和N型氧化物组装成PN结,实现光伏器件性能。金属氧化物如Ti02、ZnO、SnO2, CuO等具有低成本、储量丰富、环境友好、抗氧化性,稳定性好等突出优点,弥补了原有光伏电池材料体系的不足。如果全氧化物太阳能电池的效率能够提高到10%以上,将有可能大规模推广应用。全氧化物太阳能电池可以采用同质PN结和异质PN结两种结构。由于在同一种氧化物材料中很难同时实现N型和P型的有效掺杂。因此氧化物同质PN结光伏器件的研究发展比较缓慢。对于异质结,目前研究最多的是采用P型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双吸收层PIN结构光伏器件,它是以重掺杂Nb:TiO2作为N型层,其特征在于它还利用具有1.6eV带隙宽度的钒镓掺杂二氧化钛材料作异质结中的I型层,与P型Cu2O组成双吸收层,形成一种PIN结构新型无机高效太阳能电池器件;其结构为:金属及透明导电材料为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺二氧化钛作为电池的I型层即光吸收层,以Cu2O为器件的P型层,同时也是器件的吸收层,以Pt金属作为电池的阳极。

【技术特征摘要】
1.一种双吸收层PIN结构光伏器件,它是以重掺杂Nb: TiO2作为N型层,其特征在于它还利用具有1.6eV带隙宽度的钒镓掺杂二氧化钛材料作异质结中的I型层,与P型Cu2O组成双吸收层,形成一种PIN结构新型无机高效太阳能电池器件;其结构为:金属及透明导电材料为器件的底电极,铌掺杂二氧化钛为器件的N型层,在其上设置钒镓共掺二氧化钛作为电池的I型层即光吸收层,以Cu2O为器件的P型...

【专利技术属性】
技术研发人员:高云郭美澜肖永跃夏晓红黄忠兵邵国胜
申请(专利权)人:湖北大学
类型:发明
国别省市:

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