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異質(zhì)結(jié)電池，太陽(yáng)能光伏 hit 是什么東西

來(lái)源：整理 時(shí)間：2023-09-02 23:08:30 編輯：智能門(mén)戶 手機(jī)版

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1，太陽(yáng)能光伏 hit 是什么東西

異質(zhì)結(jié)（Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm（HIT））太陽(yáng)能電池，HIT電池與傳統(tǒng)電池最大的區(qū)別就是非晶硅與晶體硅構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)計(jì)異質(zhì)結(jié)界面的勢(shì)壘高度獲得合適的能帶結(jié)構(gòu),以提高電池的轉(zhuǎn)換效率。

太陽(yáng)能光伏 hit 是什么東西

2，南為股份異質(zhì)結(jié)電池降本增效如何

1、異質(zhì)結(jié)電池全稱晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池，又稱HIT、HJT、HDT、SHJ。是一種特殊的PN結(jié)，由非晶硅和晶體硅材料形成，該技術(shù)是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽(yáng)能電池的重要發(fā)展方向之一。2、在政策和技術(shù)的推動(dòng)下，行業(yè)的迭代猶如“后浪推前浪”，光伏行業(yè)也不例外。在不斷追求“降本提效”的光伏行業(yè)，電池片的迭代需求尤顯重要。異質(zhì)結(jié)電池（HJT）以其“增效降本”的巨大潛力，成為光伏行業(yè)的“后浪”，推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。

南為股份異質(zhì)結(jié)電池降本增效如何

3，雜質(zhì)帶上下轉(zhuǎn)換器異質(zhì)結(jié)偶極子天線熱載流子及有機(jī)光化

太多了，我試著給你解釋一下啦量子：一個(gè)物理量如果有最小的單元而不可連續(xù)的分割，我們就說(shuō)這個(gè)物理量是量子化的，并把最小的單元稱為量子，舉個(gè)例子：人只能一個(gè)一個(gè)的，沒(méi)有一半，這是量子化；疊層：簡(jiǎn)單的說(shuō)就是兩層或多層一次壓在一起吧，比如疊層電池就是雙結(jié)或多結(jié)的電池；中間帶：直接點(diǎn)，就是出于中間級(jí)別的能帶啦上下轉(zhuǎn)化器：我的理解，難道是激光器里的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)？異質(zhì)結(jié)：兩種不同的半導(dǎo)體相接觸所形成的界面區(qū)域。偶極子天線：就是天線啦，發(fā)射原理就是電偶極子；有機(jī)、光化學(xué)電池：應(yīng)該及時(shí)燃料敏化電池吧胡謅的，請(qǐng)參考
這個(gè)要上好幾門(mén)課才能學(xué)的全。再看看別人怎么說(shuō)的。

雜質(zhì)帶上下轉(zhuǎn)換器異質(zhì)結(jié)偶極子天線熱載流子及有機(jī)光化

4，hlt電池是什么電池

HIT電池中文名為異質(zhì)結(jié)電池，全稱為“晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池”，是未來(lái)電池發(fā)展的趨勢(shì)，具備高效率轉(zhuǎn)換光能到太陽(yáng)能的能力，電池的制作工業(yè)流程也是比較短的。電池充電效率是指電池在一定放電條件下放至某一截止電壓時(shí)放出的容量與輸入的電池容量的比值，輸入的能量部分用來(lái)將活性物質(zhì)轉(zhuǎn)換為充電態(tài)，部分消耗在副反應(yīng)上來(lái)產(chǎn)生氧氣，充電效率受到充電速率和環(huán)境溫度的影響，充電時(shí)充電電流必須在一定范圍內(nèi)，電流太小或太大充電效率都很低，由于電池還存在自放電，致使電池?zé)o法充滿電。電池的性能參數(shù)主要有電動(dòng)勢(shì)、容量、比能量和電阻。電動(dòng)勢(shì)等于單位正電荷由負(fù)極通過(guò)電池內(nèi)部移到正極時(shí)，電池非靜電力（化學(xué)力）所做的功。電動(dòng)勢(shì)取決于電極材料的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無(wú)關(guān)。

6，異質(zhì)結(jié)電池是什么意思 什么叫異質(zhì)結(jié)電池

品牌型號(hào)：lenovo ThinkPad X250 系統(tǒng)：Windows 11異質(zhì)結(jié)電池是一種高效晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽(yáng)能電池，即在P型氫化非晶硅和N型氫化非晶硅與N型硅襯底之間增加一層非摻雜（本征）氫化非晶硅薄膜。 異質(zhì)結(jié)電池全稱為本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池，基于光生伏特效應(yīng)的一種新型電池，它由于其獨(dú)特的雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu)及非晶硅層優(yōu)秀的鈍化效果，具備著轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、幾乎無(wú)光致衰減、溫度特性良好、可使用薄硅片、可疊加鈣鈦礦等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其制造工藝流程較短，在未來(lái)普及程度較高。 在光伏領(lǐng)域中應(yīng)用異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)后，光伏電池片的轉(zhuǎn)換效率從22．3％提升至24％，即同等占地面積的電站，年發(fā)電量約增加7．6％，同時(shí)異質(zhì)結(jié)技術(shù)不僅具備優(yōu)異的轉(zhuǎn)換效率，而且生產(chǎn)工藝步驟相對(duì)簡(jiǎn)單。

7，ovc的產(chǎn)品如何

OVC　　1、OVC，Ordered Vacancy Compound的縮寫(xiě)。 OVC是一種高分子半導(dǎo)體材料。其分子式為CuIn3Se5或CuIn 2Se3.5，摻Ga時(shí)為Cu(In1-xGax)3Se5或Cu(In1-xGax)2Se3.5。 OVC在CIS/CIGS薄膜太陽(yáng)電池中起著很重要的作用。 在CIS/CIGS薄膜電池中形成OVC后，CIS/CIGS與CdS之間的異質(zhì)結(jié)變?yōu)閮蓚€(gè)異質(zhì)結(jié)的串聯(lián)：一個(gè)是p-CIS/CIGS與n-OVC構(gòu)成的反型異質(zhì)結(jié)；另一個(gè)是n-OVC與n-CdS構(gòu)成的同型異質(zhì)結(jié)。異質(zhì)結(jié)的p-n結(jié)被做在窄帶吸收層CIS/CIGS里，大大減少了結(jié)界面處的缺陷。同時(shí)，在CIS/CIGS與CdS兩個(gè)禁帶寬度之間形成一個(gè)過(guò)渡，減小了彼此之間的禁帶寬度臺(tái)階，從而減小了晶格失配，減小界面態(tài)密度，也減小了帶邊失調(diào)值，由原來(lái)的－0.298eV減小為－0.276eV，大大改善了異質(zhì)結(jié)的結(jié)特性。從而大大改善了電池的性能。 2、OVC，奧凱華科的英文標(biāo)識(shí)。 ■ 品牌簡(jiǎn)介： OVC 依憑集團(tuán)優(yōu)勢(shì)，在研發(fā)上，堅(jiān)持以最好的音質(zhì)讓聲音完美再現(xiàn)，不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，以確保每一項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)充分滿足客戶的需求；在制造上，擁有尖端的耳機(jī)單元設(shè)計(jì)能力，掌握包括最核心的振膜制造技術(shù)在內(nèi)的全套耳機(jī)生產(chǎn)技術(shù)；在外觀設(shè)計(jì)上，OVC擁有獨(dú)立的產(chǎn)品造型工作室，致力推出符合中國(guó)人審美情趣的獨(dú)有外觀，徹底改變國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品只能模仿、抄襲國(guó)外產(chǎn)品的局面。 OVC以傾聽(tīng)贏世界為獨(dú)特價(jià)值主張，倡導(dǎo)傾聽(tīng)的文化精神和生活態(tài)度。品牌以科技與人性化為基礎(chǔ)，以滿足客戶需求為終極目標(biāo)，以為國(guó)人提供高性能產(chǎn)品為己任，不斷開(kāi)發(fā)出適合國(guó)人的電聲產(chǎn)品。 OVC站在世界耳機(jī)開(kāi)發(fā)制造前沿，大力推動(dòng)的“金屬耳塞音質(zhì)革命運(yùn)動(dòng)”，開(kāi)行業(yè)之先河，從材質(zhì)、造型到音質(zhì)，打破了耳塞制造工藝的局限，拓展了耳塞的聲音質(zhì)感，使大眾能充分享受到高品質(zhì)的金屬質(zhì)感音樂(lè)，并一躍成為世界上擁有最多金屬系列耳塞的品牌。 展望未來(lái)，OVC仍將立足國(guó)內(nèi)中高端耳機(jī)市場(chǎng)，致力于拓展民族耳機(jī)工業(yè)，用更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、更周全的服務(wù)、更專注的態(tài)度回報(bào)消費(fèi)者。 傾聽(tīng)贏得朋友，傾聽(tīng)贏得世界。 ■ 傾聽(tīng)理念： 大海之所以成為大海，是因?yàn)樗∥恢玫拖碌闹t虛態(tài)度，能接納萬(wàn)千河川之水，所以才變得博大。今天，市場(chǎng)已經(jīng)從 4P 時(shí)代發(fā)展到了 4C 時(shí)代，只有善于傾聽(tīng)消費(fèi)者的聲音才能贏得市場(chǎng)。 生活與工作離不開(kāi)溝通和交流，而善于傾聽(tīng)則是成功溝通與交流的第一步，傾聽(tīng)贏得朋友、傾聽(tīng)贏得世界。 傾聽(tīng)贏世界 —— 是奧凱華科集團(tuán)、奧凱華科品牌提出的獨(dú)特價(jià)值主張( 倡導(dǎo)傾聽(tīng)的文化精神和生活態(tài)度 ) 更是奧凱華科的核心文化價(jià)值觀。
耳機(jī)嗎？感覺(jué)還不錯(cuò)，用過(guò)OVC的C100、X50、X100，

8，異質(zhì)結(jié)電池是什么意思

異質(zhì)結(jié)是太陽(yáng)能電池的一種。太陽(yáng)能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的器件，其核心是半導(dǎo)體PN結(jié)。(太陽(yáng)能是怎么發(fā)電的？PN結(jié)是什么？百度搜索“光伏混合論”)根據(jù)基體材料的不同，可分為晶體硅電池和薄膜電池。其中晶體硅電池比較成熟，是目前市場(chǎng)的主流。太陽(yáng)能電池最關(guān)鍵的指標(biāo)是轉(zhuǎn)換效率。在2015年之前，市場(chǎng)由鋁背場(chǎng)(BSF)電池主導(dǎo)，效率為19%。2015年開(kāi)始使用PERC(鈍化發(fā)射極和后電池)電池，效率達(dá)到21.5%。目前光伏行業(yè)多采用PERC電池或各種plus版本的PERC。隨著PERC電池各種plus版本的發(fā)展，無(wú)論怎么做都無(wú)法突破22%的效率。大家開(kāi)始關(guān)注下一代技術(shù)——異質(zhì)結(jié)電池。異質(zhì)結(jié)是一種特殊的PN結(jié)，由非晶硅和晶體硅組成。它是一種N型電池，其中非晶硅薄膜沉積在晶體硅上。HIT(具有本征薄膜的異質(zhì)結(jié))電池由日本三洋公司于1990年首先研制成功。因?yàn)镠IT已被三洋注冊(cè)為商標(biāo)，所以也被稱為HJT、HDT或SHJ。看到這幾個(gè)字不要暈，都是一個(gè)意思。

9，HIT電池生產(chǎn)流程

HIT電池簡(jiǎn)介 HIT是Heterojunction with Intrinsic Thin-layer的縮寫(xiě),意為本征薄膜異質(zhì)結(jié). HIT太陽(yáng)能電池是以光照射側(cè)的p/i型a-Si膜（膜厚5～10nm）和背面?zhèn)鹊膇/n型a-Si膜（膜厚5～10nm）夾住單結(jié)晶Si片的來(lái)構(gòu)成的. 圖一. 電池基板以硅基板為主；在硅基板上沉積高能隙 (Energy band gap)的硅奈米薄膜，表層再沉積透明導(dǎo)電膜，背表面有著背表面電場(chǎng)。 通過(guò)優(yōu)化硅的表面織構(gòu)，可以降低透明導(dǎo)電氧化層（TCO）和a-Si層的光學(xué)吸收損耗。HIT電池抑制了p型、i型a-Si的光吸收率，而增強(qiáng)n型c-Si的光吸收率。 圖二. HIT電池在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì) 由于HIT太陽(yáng)能電池使用a-Si構(gòu)成pn結(jié)，所以能夠在200℃以下的低溫完成整個(gè)工序。和原來(lái)的熱擴(kuò)散型的結(jié)晶太陽(yáng)電池的形成溫度（～900℃）相比較，大幅度地降低了制造工藝的溫度。由于這種對(duì)稱構(gòu)造和低溫工藝的特征，減少了因熱量或者膜形成時(shí)產(chǎn)生的Si晶片的變形和熱損傷，對(duì)實(shí)現(xiàn)晶片的輕薄化和高效化來(lái)說(shuō)是有利的，具有業(yè)界領(lǐng)先的高轉(zhuǎn)換效率（研究室水平為23％，量產(chǎn)水平為20％），即使在高溫下，轉(zhuǎn)換效率也極少降低，利用雙面單元來(lái)提高發(fā)電量。 HIT電池的伏安曲線分析: HIT電池里p/n 異質(zhì)結(jié)中所發(fā)現(xiàn)的正向電流特性（0.4V 附近）的變化是由于a-Si 頂層膜中存在的高密度間隙態(tài)，引起異質(zhì)結(jié)部耗盡層的再?gòu)?fù)合而造成的。對(duì)此，在頂層和結(jié)晶Si之間插入高質(zhì)量a-Si 膜（i 型a-Si 膜），通過(guò)頂層內(nèi)的電場(chǎng)來(lái)抑制復(fù)合電流，這就是HIT 構(gòu)造。通過(guò)導(dǎo)入約5nm 左右的薄膜i 型a-Si 層，可看到反向的飽和電流密度降低了約2個(gè)數(shù)量級(jí)。亦即通過(guò)導(dǎo)入i 型a-Si 層，能夠大幅度提高Voc,見(jiàn)下圖. 圖三 化學(xué)鈍化和HIT 構(gòu)造的壽命關(guān)系 采用μ-PCD 法測(cè)定HIT電池的少子壽命。μ-PCD 法得到的壽命值雖然同時(shí)反映了體復(fù)合速度和表面復(fù)合速度兩方面，但由于是在同一批（LOT）里抽出相鄰的芯片，所以可認(rèn)為體（BULK）的影響基本相同，所不同的是表面的差異。根據(jù)下圖可以發(fā)現(xiàn)，HIT 構(gòu)造的鈍化性能要比化學(xué)鈍化（CP 法）更優(yōu)異。 圖四 化學(xué)鈍化 HIT 太陽(yáng)能電池的Voc 和壽命之間的依存性 發(fā)現(xiàn)通過(guò)形成低損傷的a-Si膜和提高表面的清凈度等可以提高壽命和Voc，Voc 和壽命之間是一種正的線性關(guān)系。即HIT構(gòu)造中的a-Si 鈍化性能的好壞和HIT 太陽(yáng)電池的Voc 大小相關(guān)。所以，通過(guò)提高a-Si 的鈍化性能以提高壽命的方法可以認(rèn)為對(duì)提高HIT 太陽(yáng)電池的輸出電壓是有效的。 圖五 HIT電池單晶體硅的表面清潔度更高，同時(shí)抑制了非晶硅層形成時(shí)對(duì)單晶體硅表面產(chǎn)生的損傷。通過(guò)這些改良，這種電池的電能輸出功率損失下降，開(kāi)路電壓得到了提高。 HIT 太陽(yáng)電池優(yōu)異的溫度特性 HIT電池Voc越高輸出特性的溫度依存性越小。也就是說(shuō)，在HIT 太陽(yáng)電池的高效率化技術(shù)中的這種鈍化技術(shù)的開(kāi)發(fā)（即高Voc 化）帶來(lái)了溫度特性的提高.由于新電池在溫度上升時(shí)發(fā)電量的損失降低，預(yù)計(jì)它的年發(fā)電量將比傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)能電池提升44%。 圖六 HIT電池的制造工藝 HIT電池的關(guān)鍵技術(shù)是a-Si:H薄膜的沉積，要求說(shuō)沉積的本征a-Si:H薄膜的缺陷態(tài)密度低，摻雜a-Si:H的摻雜效率高且光吸收系數(shù)低，最重要的是最終形成的a-Si:H/Si界面的態(tài)密度要低。目前，普遍采用的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（PECVD）沉積本征及摻雜的a-Si:H膜，同時(shí)熱絲化學(xué)氣相沉積發(fā)（HWCVD）制備a-Si:H法也被認(rèn)為很有前景。 PECVD法制備a-Si:H薄膜 利用等離子里中豐富的活性粒子來(lái)進(jìn)行低溫沉積一直是a-Si:H制備的重要方法。在真空狀態(tài)下給氣體施加電場(chǎng)，氣體在電場(chǎng)提供的能量下會(huì)有氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體狀態(tài)。其中含有大量的電子、離子、光子和各類自由基等活性粒子。等離子體是部份離子化的氣體，與普通氣體相比，主要性質(zhì)發(fā)生了本質(zhì)的變化，是一種新物質(zhì)聚集態(tài)。等離子體中放置其中的襯底可以保持在室溫，而電子在電廠的激發(fā)下會(huì)得到足夠多的能量（2-5eV），通過(guò)與分子的碰撞將其電離，激發(fā)。PECVD的缺點(diǎn)表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是它的不穩(wěn)定性，二是電子和離子的輻射會(huì)對(duì)所沉積的薄膜構(gòu)成化學(xué)結(jié)構(gòu)上的損傷。等離子體作為準(zhǔn)中性氣體，它的狀態(tài)容易被外部條件的改變而發(fā)生變化。襯底表面的帶電狀態(tài)，反應(yīng)器壁的薄膜附著，電源的波動(dòng)，氣體的流速都會(huì)改變活性粒子的種類和數(shù)量，并且等離子體的均勻性也難以控制，這樣都會(huì)改變襯底的狀態(tài)。等離子體中的離子轟擊和光子輻照，除了會(huì)影響沉積膜的質(zhì)量，還會(huì)影響下面的硅襯底。光譜相應(yīng)的研究結(jié)果表明對(duì)于藍(lán)光區(qū)，HIT電池的光譜相應(yīng)提高，而在紅光區(qū)，光譜相應(yīng)變低。這說(shuō)明對(duì)于本征層的鈍化效果提高了藍(lán)光光譜響應(yīng)的結(jié)果，而對(duì)于硅片內(nèi)部的損傷，則對(duì)紅光部分，光譜相應(yīng)降低，量子效率下降。對(duì)于這種情況，可以下調(diào)等離子體的功率，但是同時(shí)也會(huì)降低等離子體的穩(wěn)定性。 HWCVD制備a-Si:H薄膜 熱絲化學(xué)氣相沉積HWCVD是利用熱絲對(duì)氣體進(jìn)行催化和分解的軟性過(guò)程，不會(huì)產(chǎn)生高能粒子轟擊，對(duì)襯底的損傷較小，可以容易的移入或者移出沉積室，能夠方便從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換到生產(chǎn)線上。 在HIT電池中，非晶硅發(fā)射極和晶體硅之間夾著5納米后，缺陷密度低于非晶硅的本征非晶硅薄膜。HWCVD的缺點(diǎn)在于非晶硅的外延可以穿透5納米后的本征薄膜而與晶體硅直接接觸，這樣會(huì)導(dǎo)致高缺陷，這樣界面面積和缺陷態(tài)密度的增大會(huì)導(dǎo)致高的暗電流，繼而開(kāi)路電壓也會(huì)減低。在制備中將溫度控制在200度以下能夠抑制非晶硅的外延。 HIT電池工藝的改良方向 提高界面鈍化效果 當(dāng)非晶硅和晶體硅的界面陷阱密度由10^11每平方厘米上升到10^12每平方厘米時(shí)，電池效率會(huì)降低20%。本征非晶硅的鈍化效果由于a-Si:H薄膜的存在而變差，這可能是襯底中的少子波函數(shù)穿過(guò)本征非晶硅而和a-Si:H薄膜中的缺陷態(tài)相互作用，這樣構(gòu)成了載流子的復(fù)合通道?？梢允褂枚嘈喂鑱?lái)作為鈍化層，因?yàn)樗哂懈偷娜毕輵B(tài)密度和暗電流。 光陷結(jié)構(gòu)和表面清洗 將制絨后的織構(gòu)表面層使用硫酸和雙氧水進(jìn)行氧化，然后使用使用濃度為1%的氫氟酸進(jìn)行60到180秒的腐蝕，這樣可以去除缺陷層來(lái)使粗糙度降低，接近拋光硅的效果。 柵電極的優(yōu)化設(shè)計(jì) 如果可以去除柵線的延展部分，縱橫比提高1.0以后，效率可以在提高1.6%。這取決于對(duì)于銀漿的流變學(xué)研究和絲網(wǎng)印刷的改進(jìn)。

10，有機(jī)太陽(yáng)能電池的介紹

有機(jī)這個(gè)概念貌似很新，但其實(shí)它的歷史也不短——跟硅基太陽(yáng)能電池的歷史差不多。第一個(gè)硅基太陽(yáng)能電池是貝爾實(shí)驗(yàn)室在1954年制造出來(lái)的，它的太陽(yáng)光電轉(zhuǎn)化效率接近6%；而第一個(gè)有機(jī)光電轉(zhuǎn)化器件是由Kearns和Calvin在1958年制備的，其主要材料為鎂酞菁（MgPc）染料，染料層夾在兩個(gè)功函數(shù)不同的電極之間。在那個(gè)器件上，他們觀測(cè)到了200 mV的開(kāi)路電壓，光電轉(zhuǎn)化效率低得讓人都不好意思提。起步之初就高下立判哪。此后二十多年間，有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域內(nèi)創(chuàng)新不多，所有報(bào)道的器件之結(jié)構(gòu)都類似于1958年版，只不過(guò)是在兩個(gè)功函數(shù)不同的電極之間換用各種有機(jī)半導(dǎo)體材料。此類器件的原理如圖1所示：有機(jī)半導(dǎo)體內(nèi)的電子在光照下被從HOMO能級(jí)激發(fā)到LUMO能級(jí)，產(chǎn)生一對(duì)電子和空穴。電子被低功函數(shù)的電極提取，空穴則被來(lái)自高功函數(shù)電極的電子填充，由此在光照下形成光電流。理論上，有機(jī)半導(dǎo)體膜與兩個(gè)不同功函數(shù)的電極接觸時(shí)，會(huì)形成不同的肖特基勢(shì)壘。這是光致電荷能定向傳遞的基礎(chǔ)。因而此種結(jié)構(gòu)的電池通常被稱為“肖特基型有機(jī)太陽(yáng)能電池”。1986年，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一個(gè)里程碑式的突破。實(shí)現(xiàn)這個(gè)突破的是位華人，柯達(dá)公司的鄧青云博士。這個(gè)時(shí)代的有機(jī)太陽(yáng)能電池所采用的有機(jī)材料，主要還是具有高可見(jiàn)光吸收效率的有機(jī)染料。這些染料通常也被用作感光材料，這自然是柯達(dá)的強(qiáng)項(xiàng)。鄧青云的器件之核心結(jié)構(gòu)是由四羧基苝的一種衍生物（鄧?yán)瞎芩蠵V）和銅酞菁（CuPc）組成的雙層膜。雙層膜的本質(zhì)是一個(gè)異質(zhì)結(jié)，鄧?yán)系乃悸肥怯脙煞N有機(jī)半導(dǎo)體材料來(lái)模仿無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。他制備的太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到1%左右。雖然還是跟硅電池差得很遠(yuǎn)，但相對(duì)于以往的肖特基型電池卻是一個(gè)很大的提高。這是一個(gè)成功的思路，為有機(jī)太陽(yáng)能電池研究開(kāi)拓了一個(gè)新的方向，時(shí)至今日這種雙層膜異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)仍然是有機(jī)太陽(yáng)能電池研究的重點(diǎn)之一。雙層膜異質(zhì)結(jié)型有機(jī)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示。作為給體的有機(jī)半導(dǎo)體材料吸收光子之后產(chǎn)生空穴－電子對(duì)，電子注入到作為受體的有機(jī)半導(dǎo)體材料后，空穴和電子得到分離。在這種體系中，電子給體為p型，電子受體則為n型，從而空穴和電子分別傳輸?shù)絻蓚€(gè)電極上，形成光電流。與前述“肖特基型”電池相比，此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于引入了電荷分離的機(jī)制。與硅半導(dǎo)體相比，有機(jī)分子之間的相互作用要弱得多，不同分子之間的LUMO和HOMO并不能通過(guò)組合在整個(gè)體相中形成連續(xù)的導(dǎo)帶和價(jià)帶。載流子在有機(jī)半導(dǎo)體中的傳輸，需要經(jīng)由電荷在不同分子之間的“跳躍”機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)，宏觀的表現(xiàn)就是其載流子遷移率要比無(wú)機(jī)半導(dǎo)體低得多。同時(shí)，有機(jī)小分子吸收光子而被激發(fā)時(shí)，不能像硅半導(dǎo)體那樣在導(dǎo)帶中產(chǎn)生自由電子并在價(jià)帶中留下空穴。光激發(fā)的有機(jī)小分子，產(chǎn)生的是通過(guò)靜電作用結(jié)合在一起的空穴－電子對(duì)，也就是通常所說(shuō)的“激子（Exciton）”。激子的存在時(shí)間有限，通常在毫秒量級(jí)以下，未經(jīng)徹底分離的電子和空穴會(huì)復(fù)合（Recombination），釋放出其吸收的能量。顯然，未能分離出自由電子和空穴的激子，對(duì)光電流是沒(méi)有貢獻(xiàn)的。以故有機(jī)半導(dǎo)體中激子分離的效率對(duì)電池的光電轉(zhuǎn)化效率有關(guān)鍵的影響。對(duì)于肖特基型電池來(lái)說(shuō)，激子的分離效率卻很成問(wèn)題。光激發(fā)形成的激子，只有在肖特基結(jié)的擴(kuò)散層內(nèi)，依靠節(jié)區(qū)的電場(chǎng)作用才能得到分離。其它位置上形成的激子，必須先移動(dòng)到擴(kuò)散層內(nèi)才可能形成對(duì)光電流的貢獻(xiàn)。但是有機(jī)染料內(nèi)激子的遷移距離相當(dāng)有限，通常小于10納米。所以大多數(shù)激子在分離成電子和空穴之前就復(fù)合掉了。在有機(jī)電池中引入異質(zhì)結(jié)的結(jié)果，則是明顯的提高了激子分離的效率。電子從受激分子的LUMO能級(jí)注入到電子受體的LUMO能級(jí)，此過(guò)程本質(zhì)上就是激子的分離。兩層有機(jī)膜之間的界面不是平整的。在制備過(guò)程（熱蒸發(fā)－沉積，或者溶液旋涂法）兩層膜總會(huì)形成一種互穿的結(jié)構(gòu)，從而界面有較大的面積。在給體材料的體相中產(chǎn)生的激子，通過(guò)擴(kuò)散可以較容易地到達(dá)兩種材料的界面，將電子注入受體材料的LUMO能級(jí)以實(shí)現(xiàn)電荷分離。同時(shí)，許多研究表明，受體材料亦可以吸收相應(yīng)頻率的光子形成激子，再將其HOMO能級(jí)上的空穴反向注入到給體材料的HOMO能級(jí)中。因此，激子可以同時(shí)在雙層膜的界面兩側(cè)形成，再通過(guò)擴(kuò)散在界面上得到分離?？傊?，相對(duì)于肖特基型電池，采用給體－受體雙層膜結(jié)構(gòu)可以顯著地提高激子的分離效率。到了1992年，土耳其人Sariciftci（讀作薩利奇夫奇）在美國(guó)發(fā)現(xiàn)，激發(fā)態(tài)的電子能極快地從有機(jī)半導(dǎo)體分子注入到C60分子（其結(jié)構(gòu)如圖3）中，而反向的過(guò)程卻要慢得多。也就是說(shuō)，在有機(jī)半導(dǎo)體材料與C60的界面上，激子可以以很高的速率實(shí)現(xiàn)電荷分離，而且分離之后的電荷不容易在界面上復(fù)合。這是由于C60的表面是一個(gè)很大的共軛結(jié)構(gòu)，電子在由60個(gè)碳原子軌道組成的分子軌道上離域，可以對(duì)外來(lái)的電子起到穩(wěn)定作用。因此C60是一種良好的電子受體材料。1993年，Sariciftci在此發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上制成PPV/C60雙層膜異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。PPV通常叫作“聚對(duì)苯乙烯撐”，是一種導(dǎo)電聚合物（關(guān)于導(dǎo)電聚合物將另文詳述），也是一種典型的P型有機(jī)半導(dǎo)體材料。此后，以C60為電子受體的雙層膜異質(zhì)結(jié)型太陽(yáng)能電池層出不窮。隨后，研究人員在此類太陽(yáng)能電池的基礎(chǔ)上又提出了一個(gè)重要的概念：混合異質(zhì)結(jié)（體異質(zhì)結(jié)）。“混合異質(zhì)結(jié)（體異質(zhì)結(jié)）”的英文寫(xiě)作“Bulk Heterojunction”，這里是我自己的譯法，感覺(jué)意思上還算準(zhǔn)確?！盎旌袭愘|(zhì)結(jié)（體異質(zhì)結(jié)）”概念主要針對(duì)光電轉(zhuǎn)化過(guò)程中激子分離和載流子傳輸這兩方面的限制。雙層膜太陽(yáng)能電池中，雖然兩層膜的界面有較大的面積，但激子仍只能在界面區(qū)域分離，離界面較遠(yuǎn)處產(chǎn)生的激子往往還沒(méi)移動(dòng)到界面上就復(fù)合了。而且有機(jī)材料的載流子遷移率通常很低，在界面上分離出來(lái)的載流子在向電極運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中大量損失。這兩點(diǎn)限制了雙層膜電池的光電轉(zhuǎn)化效率。而所謂“混合異質(zhì)結(jié)”，就是將給體材料和受體材料混合起來(lái)，通過(guò)共蒸或者旋涂的方法制成一種混合薄膜。給體和受體在混合膜里形成一個(gè)個(gè)單一組成的區(qū)域，在任何位置產(chǎn)生的激子，都可以通過(guò)很短的路徑到達(dá)給體與受體的界面（即結(jié)面），從而電荷分離的效率得到了提高。同時(shí)，在界面上形成的正負(fù)載流子亦可通過(guò)較短的途徑到達(dá)電極，從而彌補(bǔ)載流子遷移率的不足。符合要求的電極應(yīng)當(dāng)是選擇性的電極。也就是說(shuō)，當(dāng)給體與負(fù)極接觸時(shí)，給體不能把空穴傳輸給負(fù)極。在混合異質(zhì)結(jié)中，像這樣的接觸事實(shí)上是避免不了的。此種結(jié)構(gòu)最理想狀態(tài)自然是所有的給體相都能與正極接觸，同時(shí)所有的受體相都能與負(fù)極接觸。在非理想狀態(tài)下，未能與正極接觸的給體相上出現(xiàn)的正電荷是不能傳輸?shù)诫姵氐恼龢O上的，因而這種結(jié)構(gòu)亦非盡善盡美。不過(guò)相對(duì)于雙層膜電池，此種結(jié)構(gòu)的效率提高亦相當(dāng)明顯，目前有機(jī)太陽(yáng)能電池中的最高效率紀(jì)錄仍由混合異質(zhì)結(jié)型電池保持。
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