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文档格式 快速热退火对铌:二氧化钛多层电极插入有机太阳能电池的纳米银层的电学,光学,结构性能的影响 ㊣ 精品文档

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溅射时间为深度剖面,和峰值表明恒定的结合能,这表明缺乏界面反应,预计由图得出。


如图,对于银和峰从摄氏度获得退火多层电极。


同时随着层向外扩散,即使在图观察溅射时间没有约束力的能量转移。


恒定和峰位摄氏度退火多层电极表明的阶段如界面层的形成没有向层向外扩散的银原子在退火过程的结果得出。


值得注意的是,在层界面区域的分离是由于难以形成较高的二氧化钛的,的,的的的千焦耳摩尔相比。


此外,的和峰从摄氏度退火多层电极得出。


如图退火样品摄氏度显示出类似的性能得出。


恒峰位置表明,那里没有在银界面区的银层氧化得出。


的无定形薄膜在退火过程中的结晶行为被揭露测量得出。


虽然是常规的对称的射线衍射,放牧事件几何形状可以提高薄膜的散射信号,几何形状是研究薄多层更为适当得出。


在我们的测量,入射角保持在度得出。


图显示的沉积和退火电极的型材得出。


有人指出,层保持在非晶相的退火温度低于摄氏度。


在退火温度低于摄氏度,所有剖面显示,只有结晶银,峰得出。


然而,摄氏度退火样品如图显示几个锐钛矿相的峰符号得出。


图,显示层的顶部和底部的结晶得出。


电影晶相为锐钛矿,这是层的有利阶段,随着退火温度稍微增加了锐钛矿相的衍射强度,这表明,大部分非晶薄膜结晶在摄氏度。


在此退火温度层的结晶,也增强,在摄氏度,退火的层和银的偏好方向改变,从最初的随机取向到。


正如张等人讨论得出。


锐钛矿相是有利的电极,因为锐钛矿型具有低得多的关键捐时,,η。


正如图所示和表,有趣的是,多层电极制造的性能关键取决于他们的退火温度,即使所有的样品也有类似的片电阻和光透过率。


考虑到所有材料和用于制造太阳能电池的过程是相同的,除了退火温度多层电极,所有电极表现出类似的光透过率和电阻片,退火温度的依赖的性能,可以归因于的顶端电极的有效激活。


正如图所示,当前流动应通过顶端层,以达到金属银层,就是目前在电极的主要路径。


然而,作为淀积顶部层流孔的载体,通过就是很难的,因为作为沉积与层非晶结构具有相当高的电阻率。


出于这个原因,的制作上淀积多层电极没有工作,即使作为淀积电极有低电阻平方米。


相比之下,退火多层电极制作的振荡,表明随着退火温度提高性能,因为过程导致锐层的形成与低电阻率的掺杂有效激活。


电极导电锐在般情况下,可以实现由外延薄膜沉积在个较高的衬底温度或在氢退火后的具体基板上,如和。


因此,较高的电池性能较高的退火温度,退火多层电极制造的可以解释在层铌激活和形成进行锐的影响,预计来自射线散射检查。


四结论我们调查应用退火温度的功能符合成本效益的铟多层电极的电学,光学,结构,接口属性。


基于同步辐射射线散射和检查,电极的电性能与微观结构和界面性能多层。


它被发现多层电极的电学和光学性质稳定保持不退化,退火温度低于度。


在优化退火温度为度,多层电极电阻厘米和的平均透过率。


然而,在退火温度高于度,多层电极开始降低由于层向外扩散到层。


此外,性能多层电极制作的关键依赖的温度。


这表明,铌在的顶部和底部层的激活起着非常重要的角色,在获得高品质多层电极在应用成本效益。


赠密度−比金红石型二氧化钛的阶段过渡−。


由于较大的波尔半径在锐钛矿二氧化钛的氢捐赠状态比金红石型二氧化钛锐钛矿掺杂更能表现出金属的性能。


因此,锐钛矿相的金属运输性能是密切相关的莫特过渡的关键捐赠密度低。


多层分层特性进行了研究使用的测量得出。


图显示了退火多层退火温度的函数的反射率曲线。


曲线的强度振荡源于和层的厚度。


退火温度为度,振荡明显表明和维持,没有混杂层。


然而振荡在度退火后突然消失,强度下降萎缩到个较低的角度表明层,在此温度下的变形。


这表明,层有严重的向外扩散,通过层。


以确认层的恶化获得的仿真曲线,如图所示。


其中红色虚线与绿色虚线代表单和层分别。


曲线的沉积和度退火样品也显示为实线。


由于高密度银银的临界角是高于。


因此,在单层沉积样本比赛曲线的强度下降,绿色虚线。


同时,度曲线退火样品同样下跌的单层。


这结果表明,层恶化,不再是胶片感,由于严重的银原子向外扩散。


这层的恶化,电气和深度剖析的结果是非常致的。


直接调查多层膜作为阳极和多层电极的退火温度对电池性能的影响传统的体相异质结的制备和比较各种多层电极的潜在用途。


图显示的原理结构和带多层电极制造结构。


所有的有机层沉积淀积和退火电极上,同时在相同的制备条件。


图显示了合资的光照与条件下的测量曲线。


太阳能发电转换效率η分别为输入太阳辐射,填充因子,开路电压,短路电流,电源转换效率。


就是指其中和分别是最大电流和最大电压。


η和详细信息来自曲线如图计算。


在表中列出。


作为淀积多层电极制备的显示性能差的特点开路电压,时,,η。


然而在退火多层电极制备表明随着退火温度的提高性能。


度制作的退火多层电极表现出优良的性能特点开路电压,电极。


随着溅射时间的深度剖析,银峰值强度增加。


图色线上射线衍射型材多层在度射角。


符号表示为锐钛矿结构图彩色线上个规范化的多层和模拟个单的层绿色的曲线,曲线虚线和层红色虚线。


在实线测量的数据多层。


图色线上个的图片和示意图上多层电极制备体相异质结的带隙结构。


现行的特点制作多层电极退火温度的函数为的条件下,入射光强为−。


图彩色线条的结构示意图的制作多层,多层电极的电极,并通过孔的电流流向。


表比较退火温度的函数的多层电极制作性能。


文字解释作为层沉积单原子比使用检查。


产量通道作为沉积单层积如图。


实线代表使用,从得到的比臀部代码仿真计算的散射数据。


结果表明,作为沉积层的钛铌氧比值是。


甚至与黑色的目标铌的用途,为沉积层表现出较低的钛氧比黑目标的比例,因为下只有氩层准备与活性氧气。


此外,它被发现,铌,均匀地分布在膜深度方向与含量平均为,该报告由等类似的价值。


为了确认了铌掺杂在层的均匀分布,单层的深度剖面进行了如图所示。


随着溅射时间常数的原子百分比表示,原子在单层均匀分布的,没有掺杂浓度的波动。


图显示了作为个功能的温度多层电极的电性能。


如图,多层电极片电阻和电阻,随着退火温度高达摄氏度,多层电极表现出类似的电阻率的−,由于存在金属银层,电极进行的主要路径。


多层电极的电阻率是远远高于先前报道的外延或多晶硅,锐薄膜的电阻率较低,即使它准备在室温,最低电阻下,多层电极片电阻平方米获得了在退火温度摄氏度。


值得注意的是,多层电极有相当恒定的电阻率,方块电阻在退火温度低于摄氏度,多层电极的热稳定性。


由于其优越的热稳定性,多层电极,可应用在染料敏化太阳能电池,或在作为透明电极的太阳能电池。


然而,摄氏度退火多层电极呈急剧增加的电阻和薄而插图显示拟合带隙值。


多层电极的光带隙能量估计由模型应用在高吸收区,其中就是吸收系数,是光子的能量,是个常数,例如就是光学带隙,的直接过渡。


光学带隙可依此推算此图能量轴的直线部分。


图表现出随着退火温度多层电极的带隙。


它清楚地看到电极的光学带隙,增加退火温度高达掳。


提高了带隙的增加,以及配合图的载流子浓度的增加。


这多层电极的带隙扩大,增加载流子浓度可以由解释。


然而,它被发现,进步增加在退火温度高于摄氏度,结果在减少多层电极的带隙。


根据表上的阻力和平均透过率电极,获得高品质电极的最佳退火温度可以决定的。


图显示了优异的价值计算平均光透过率和薄膜电阻多层电极的数字。


获得的优点价值最高的数字为−−摄氏度的退火电极。


这是个比以前报道的值−−高得多的值在玻璃基板上表面增长。


图显示了深度剖面的沉积和退火的和摄氏度多层电极获得。


深度剖面的沉积电极图,清楚地表明,个别顶部,银,和底部的层定义在玻璃基板上没有银和层之间的界面反应。


底部的对称的特点和顶部层表示了相同的顶部和底部层具有相同的厚度和成分,由于双靶溅射过程的精确控制。


深度剖面的摄氏度优化退火多层电极样品图显示了作为沉积图多层电极类似的功能。


然而,图显示层的原子百分比略有下降,而在全宽度的半,最大的半高宽增加。


拓宽银峰值显示,银层之间夹在在层出扩散到的过程中在层。


虽然在退火银多层电极表明的过程中,在银外扩散后向外扩散可以不影响多层电极在电学和光学性质,因为在银之间的界面区域向外扩散主要发生顶部和底部的层,同步辐射射线散射检查证实。


然而,在退火间多层电极层呈现出显着下降的银原子的比例,增加沉积样品的半高宽比。


在银原子百分比的下降显示出扩散到顶部和底部的层和银原子与层混合。


突然增加的电阻率和光透过率下降膜电阻,由于严重的向外扩散到层的银原子。


随着退火温度的载流子浓度和多层电极的流动性如图。


退火温度摄氏度,电极的载流子浓度呈线性增加到每立方厘米,增加退火温度。


然而,增加退火温度超过摄氏度,导致了该载流子浓度略有下降−摄氏度退火多层电极的载流子迁移率显着降低了−的载流子浓度,退火的样品在摄氏

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