1、本論文通過化學(xué)浴沉積(CBD)、連續(xù)離子吸附(SILAR)等方法的方法直接在晶硅片上生長CuO納米陣列、CuS納米晶/量子點以及CuO/CuS復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。并通過X-射線粉末衍射分析儀(XRD)，場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析儀(FESEM)，固體紫外-可見-近紅外漫反射光譜分析儀(UV-Vis),半導(dǎo)體材料少數(shù)載流子壽命測量儀，光電性能測試等手段測試材料的形貌結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、少數(shù)載流子壽命及光電轉(zhuǎn)化性能，詳細(xì)結(jié)果如下:
　　合成不同形

2、貌、尺寸的CuO納米陣列，將其直接沉積在晶體硅片上。CuO納米陣列/c-Si太陽能電池在250-1250nm范圍內(nèi)，相對于空白晶體硅片顯示出極強(qiáng)的光吸收和很低的反射率。c-Si太陽能電池結(jié)合CuO納米陣列后，晶體硅片表面到空氣之間，能夠形成階梯折射率，從而增加了光捕獲。同時，CuO納米陣列/c-Si結(jié)構(gòu)產(chǎn)生光學(xué)共振模型效應(yīng)，使得入射光能夠發(fā)生多重散射，極大的增加光了復(fù)合結(jié)構(gòu)晶體硅電池對光的吸收利用。同時，P型的CuO納米陣列沉積在晶體硅

3、片表面后，能有形成CuO納米陣列/c-Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)并且形成內(nèi)建電場，這將有利于光生電子-空穴對的有效分離，從而使得少數(shù)載流子從空白晶體硅片的5.7μs增加到復(fù)合結(jié)構(gòu)的15.0μs。CuO納米陣列/c-Si結(jié)構(gòu)降低了其光學(xué)損失，同時增加了少數(shù)載流子的收集，這兩方面結(jié)合從而極大提高了電池效率。實驗結(jié)果顯示，CuO納米陣列/c-Si太陽能電池的短路電流，電池效率分別相對提高了10.3％和17.90％。CuO納米陣列/c-Si太陽能電池將有望超

4、過單異質(zhì)結(jié)太陽能電池的Shockley-Queisser局限性。
　　首先在硅片生長CuS納米晶/量子點，并對其不同形貌，尺寸等進(jìn)行了較深入的研究和討論。我們先對硅片進(jìn)行預(yù)處理，即通過腐蝕的方式，使得硅片表面粗化，同時在硅的表面形成Si納米顆粒。在此基礎(chǔ)上，采用連續(xù)離子吸附的方法，在硅片表面沉積致密、均勻、牢固的CuS納米晶/量子點。吸收光譜表明，當(dāng)CuS納米晶/量子點生長在硅片表面后，復(fù)合結(jié)構(gòu)對光的吸收光譜范圍明顯變寬，且吸收強(qiáng)

5、度有一定的增加。從最終的結(jié)果看，由于CuS納米晶/量子點具有量子限制效應(yīng)等特點，能夠極大的將光能轉(zhuǎn)化為電能。納米CuS具有量子限域效應(yīng)，使禁帶寬度增大，當(dāng)CuS導(dǎo)帶與硅片導(dǎo)帶接近時，將有利于導(dǎo)帶間的電子傳遞，達(dá)到電子輸送的結(jié)果。而硫化銅本身具有吸收系數(shù)高，且多重激子效應(yīng)使CuSQDs能夠?qū)⒁粋€光子產(chǎn)生多重電子空穴對，這種多重激子可以使CuSQDs提供比硅片更多的電子，從而達(dá)到提高光電轉(zhuǎn)換效率。此外，我們通過結(jié)合CuO納米陣列的陷光結(jié)構(gòu)并