[01288586]氧化锌纳米阵列在高效叠层薄膜太阳能电池中应用的关键技术研究

在国家自然科学基金和上海市“青年科技启明星”等项目的支持下，利用气相输运、磁控溅射、刻蚀等技术，开展了以下几方面研究：

（1）首次利用低成本的气相输运方法，结合利用籽晶层技术，成功地实现了在透明石英玻璃衬底有序阵列的ZnO一维纳米线结构的制备，并能对ZnO纳米线密度进行有效地调控。在实验理论上弄清按照气-固（VS）的模式生长，突破了ZnO有序阵列纳米材料需在催化剂辅助下按照气-液-固（VLS）方式生长的理论模式。

（2）成功制备出纳米Al-ZnO/CdSe/Cu2O 叠层太阳能电池器件，实现了在标准测试条件下（AM1.5 标准阳光光谱，总辐照度为1000 w/㎡，温度为25°C），光电转化效率达到3.16%，解释了叠层太阳能电池的能带结构理论，推动了此类太阳能电池的发展。

（3）制备出新型固态n-ZnO薄膜/n型Si纳米线/Si薄膜/p型Si薄膜太阳能电池器件。根据金属半导体表面接触的能带结构理论，选择Al等金属及其合金制备n型ZnO和p型Si电极，通过退火处理，获得最佳的工艺参数，实现n型ZnO和p型Si的良好的欧姆接触。在标准测试条件下，实现光电能量转化效率大于10%。

光电转化是指将光能转化为电能的过程。在光电转化过程中，存在一些物理问题需要阐明。