新型薄膜太阳能电池
作者：丁建宁 编著
出版时间：2018年版
内容简介
《新型薄膜太阳能电池》重点介绍了新型薄膜太阳能电池材料、结构、工艺及性能研究进展等。本书共分为三篇，其中第一篇为有机- 无机杂化钙钛矿太阳能电池，介绍了钙钛矿光伏材料结构与性能，阐述了钙钛矿薄膜的制备和优化技术，剖析了钙钛矿太阳能电池的材料组成和结构，讨论了钙钛矿电池稳定性等关键技术问题，并对钙钛矿电池在柔性和叠层器件等方面的应用进行了详尽分析。第二篇为新型半导体化合物薄膜太阳能电池，包括铜锌锡硫等四元半导体薄膜电池、铜铟硒等三元半导体薄膜电池及Sb2Se3、Sb2S3 等二元半导体薄膜电池三大类，对其结构、缺陷、物理性质、光电性能等进行分析，介绍了电池光吸收层的制备技术和缓冲层的改进手段。第三篇是有机薄膜太阳能电池，概述了有机电池的工作原理、制备方法和电池材料等。 本书可供光伏太阳能电池行业的企业和科研单位工艺研究与技术开发人员使用，也可供各高等院校相关专业师生学习参考。
目录
第1篇有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池 001
第1章 有机-无机杂化钙钛矿光伏材料结构与性能 / 002
1.1 三维有机-无机杂化钙钛矿光伏材料 / 003
1.1.1 A位改变 / 004
1.1.2 B位改变 / 008
1.1.3 X位改变 / 009
1.2 二维有机-无机杂化钙钛矿光伏材料 / 011
1.3 有机-无机杂化钙钛矿材料中载流子动力学 / 013
参考文献 / 016
第2章 钙钛矿吸收层制备及优化 / 020
2.1 有机-无机杂化钙钛矿吸收层的制备方法 / 020
2.1.1 一步旋涂法 / 020
2.1.2 分步液浸法 / 024
2.1.3 两步旋涂法 / 025
2.1.4 气相沉积法 / 025
2.2 钙钛矿薄膜的改性 / 027
2.2.1 有机或无机分子添加剂 / 028
2.2.2 卤素阴离子X对I元素的部分取代 / 032
2.2.3 阳离子对MA的取代 / 034
2.3 无铅钙钛矿光伏材料制备方法及性能研究 / 039
2.3.1 新型无铅类钙钛矿光伏材料的出现 / 039
2.3.2 非铅类钙钛矿的研究现状 / 039
2.3.3 钙钛矿衍生物 / 045
2.3.4 新型钙钛矿太阳能电池的发展前景 / 051
参考文献 / 052
第3章 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池结构 / 059
3.1 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池组成材料 / 059
3.1.1 电子传输层 / 059
3.1.2 空穴传输层 / 067
3.2 常见的钙钛矿电池结构 / 081
3.2.1 介孔结构 / 081
3.2.2 平面结构 / 082
3.2.3 无电子传输层结构钙钛矿太阳能电池 / 084
3.2.4 无空穴传输层结构钙钛矿太阳能电池 / 085
3.2.5 无空穴传输层碳电极结构 / 085
3.3 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池极限效率 / 087
参考文献 / 087
第4章 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的稳定性 / 093
4.1 水氧条件下的稳定性 / 094
4.2 高温条件下的稳定性 / 100
4.3 光照条件下的稳定性 / 102
4.4 小结 / 106
参考文献 / 107
第5章 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池低温工艺及柔性器件 / 112
5.1 钙钛矿太阳能电池低温工艺 / 113
5.2 柔性电极 / 114
5.3 平板柔性钙钛矿太阳能电池 / 116
5.3.1 n-i-p型柔性钙钛矿太阳能电池 / 116
5.3.2 p-i-n型柔性钙钛矿太阳能电池 / 120
5.4 纤维型钙钛矿太阳能电池 / 123
5.5 小结 / 127
参考文献 / 127
第6章 有机-无机杂化钙钛矿叠层太阳能电池 / 132
6.1 钙钛矿叠层太阳能电池结构 / 133
6.1.1 机械堆叠4-T叠层电池 / 133
6.1.2 光学耦合4-T叠层电池 / 135
6.1.3 单片集成2-T叠层电池 / 138
6.2 透明电极或复合层 / 144
6.2.1 透明电极材料 / 144
6.2.2 2-T叠层电池的中间复合层 / 148
6.3 钙钛矿叠层太阳能电池的能量损失分析 / 149
6.3.1 光损失 / 149
6.3.2 电损失 / 151
6.3.3 电流失配导致的能量损失 / 151
6.4 钙钛矿叠层电池效率极限 / 151
6.5 小结 / 153
参考文献 / 154
第2篇新型半导体化合物薄膜太阳能电池 159
第7章 铜锌锡硫（CZTS）薄膜太阳能电池 / 160
7.1 CZTS的晶体结构及缺陷分析 / 161
7.2 CZTS电池结构 / 164
7.3 CZTS吸收层的制备方法 / 166
7.3.1 磁控溅射法 / 166
7.3.2 蒸发法 / 166
7.3.3 溶液法 / 167
7.3.4 纳米晶法 / 169
7.4 CZTS改性及其电池应用 / 170
7.4.1 Ag基新型四元半导体电池 / 171
7.4.2 CZTiS新型四元半导体电池 / 172
7.4.3 CCTS新型四元半导体电池 / 173
7.5 CdS缓冲层的制备方法 / 175
7.6 缓冲层改进 / 175
7.6.1 Zn1-xCdxS缓冲层 / 176
7.6.2 ZnS缓冲层 / 177
7.6.3 Mg1-xZnxO缓冲层 / 177
7.6.4 ZTO缓冲层 / 178
7.6.5 CeO2缓冲层 / 178
7.6.6 AZTS缓冲层 / 179
参考文献 / 180
第8 章 铜铟硒（CIS）薄膜太阳能电池 / 185
8.1 CIS 晶体结构及物理性能 / 185
8.2 CIS 电池结构 / 189
8.3 CIS 电池的制备 / 191
8.3.1 CIS 吸收层的制备 / 191
8.3.2 CdS 缓冲层 / 199
8.3.3 窗口层 / 199
8.4 其他三元半导体化合物电池 / 200
8.4.1 Cu2SnS3 / 200
8.4.2 CuSbX2 / 203
参考文献 / 209
第9 章 新型二元半导体化合物薄膜太阳能电池 / 215
9.1 Sb2Se3 薄膜太阳能电池 / 215
9.1.1 Sb2Se3 晶体结构与物理光电性能 / 215
9.1.2 Sb2Se3 电池结构及性能分析 / 218
9.1.3 Sb2Se3 薄膜的制备方法 / 219
9.1.4 Sb2Se3 吸收层的优化及现状 / 226
9.1.5 无Cd 缓冲层的研究 / 228
9.2 Sb2S3 薄膜太阳能电池 / 231
9.2.1 Sb2S3 的结构及物理性质 / 231
9.2.2 Sb2S3 的制备方法 / 232
9.2.3 Sb2S3 薄膜太阳能电池性能 / 233
参考文献 / 235
第3 篇有机薄膜太阳能电池 239
第10 章 有机薄膜太阳能电池概论 / 240
10.1 有机太阳能电池结构及其工作原理 / 240
10.1.1 肖特基结构 / 240
10.1.2 双层D/A 异质结结构 / 241
10.1.3 D/A 本体异质结结构 / 242
10.1.4 叠层结构 / 242
10.2 有机薄膜太阳能电池制备方法 / 243
10.2.1 真空沉积法 / 243
10.2.2 溶液法 / 243
10.3 有机薄膜太阳能电池材料 / 245
10.3.1 有机小分子材料 / 245
10.3.2 聚合物材料 / 267
10.4 小结 / 273
参考文献 / 274