太陽能電池用二硫化鉬

為了進一步升高太陽能電池的光電轉換效率以及降低生產成本和減低對生態環境的污染度，研究者表示其在生產時摻雜適量二硫化鉬（MoS2）薄膜來作為重點功能性原料。

MoS2作為直接帶隙半導體材料，具有良好的光學和電學特性。研究表明，單層MoS2中的價帶電子能夠在不借助額外聲子的情況下，通過吸收能量大於帶隙寬度的光子直接從價帶躍迀到導帶，這種垂直躍迀方式有效地提高了光子的利用率。並且，MoS2的能帶結構可以通過控制其厚度來實現連續性調節，不同厚度的MoS2具有不同的帶隙寬度，因而能夠吸收不同波段的太陽光。

二硫化鉬迭層太陽能電池的結構從上到下依次為：金屬電極、MoS2迭層、透明導電襯底。金屬電極是金屬銀電極或鋁電極；MoS2迭層是由多個厚度不同的MoS2子電池組成；MoS2子電池是由P型MoS2薄膜和N型MoS2薄膜組成，且P型MoS2薄膜和N型MoS2薄膜的厚度是相同的；透明導電襯底是FTO透明導電玻璃或ITO透明導電玻璃或AZO透明導電玻璃或石墨烯。

該太陽能電池的製備步驟如下：首先，利用磁控濺射法或化學氣相沉積法在透明導電襯底上依次沉積厚度逐漸減少的MoS2子電池以構成MoS2迭層，再利用絲網印刷法在MoS2迭層上絲網印刷金屬電極就可以制得產品。

該製造方法的優點在於，一是利用不同厚度的MoS2禁帶寬度不同，對太陽光譜的回應範圍不同，通過將不同厚度的MoS2薄膜堆疊構成多結迭層太陽能電池，從而實現對太陽光全波段的充分吸收，以達到提高太陽能電池光電轉換效率的目的；二是利用MoS2同種材料構成同質PN結，減少PN結材料的晶格失配，減少缺陷態密度，從而減少載流子的複合，提高光電流，進而提高太陽能電池的光電轉換效率；三是製備工藝簡單，大大降低生產成本。

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