柔性太阳电池具有重量轻、可卷对卷连续生产、可卷曲、不易破碎、便于携带和可穿戴等特点, 可在多种领域为人们提供电力, 具有非常广泛的应用前景。近年来, 在基于刚性衬底的有机/无机杂化钙钛矿太阳电池(PSC)展示了出色的功率转换效率之后, 柔性PSC研究也受到了人们的广泛关注。目前, 柔性PSC的转换效率已经达到了18.1%。本文介绍了近年来柔性PSC领域的相关研究工作, 综述了已应用于柔性PSC的柔性基底、透明电极和界面传输层等关键材料近来的发展, 并探讨了这些材料应用于柔性PSC时的优势和面临的主要问题, 最后对柔性PSC未来的发展进行了展望。

采用对靶磁控溅射法在单晶硅衬底上沉积镶嵌有纳米硅的氮化硅薄膜, 然后在形成气体FG(10%H2, 90%N2)气氛中进行450 ℃常规热退火50 min。 通过荧光光谱仪测得的稳态/瞬态光致发光(PL)谱研究了镶嵌有纳米硅的氮化硅（SiNx）薄膜样品光致发光特性。 结果表明, 样品的发光过程可以归因于纳米硅的量子限制效应发光和与缺陷相关的发光。 随着激发光能量的增加, PL谱峰位发生蓝移, 表明较小粒度的纳米硅发光比例增加; 温度的降低会抑制非辐射复合过程, 提高辐射复合几率, 因此发光寿命延长, 发光强度呈指数增加; 随着探测波长的减小, 样品的发光寿命则明显缩短, 表明纳米硅的量子限制效应发光对温度有很强的依赖性。

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了富硅氧化硅薄膜,利用XRD衍射仪,傅里叶变换红外透射光谱仪以及紫外-可见光分光光度计分析了氧掺入对薄膜微观结构以及能带特性的影响.结果表明,随着氧掺入比(CO2/SiH4)的增加,薄膜晶粒尺寸减小,晶化度降低,纳米硅(nc-Si)表面的张应力先增加后减小.红外吸收谱分析表明,氧掺入比增加导致薄膜内氧含量增高,富氧Si—O键合密度增加,富硅Si—O键合密度降低.同时,薄膜结构因子减小,有序度增大,薄膜微观结构得到改善.当氧掺入比大于0.08时,薄膜结构因子增大,有序度降低.此外,氧掺入增加导致薄膜带隙不断增加,带尾宽度呈现先减小后增大的趋势.因此,通过氧掺入可以调节纳米硅薄膜微观结构及能带特性,氧掺入比为0.08时,薄膜具有高晶化度和较宽的带隙,微观结构得到有效改善,可用作薄膜太阳能电池的本征层.

通过Er离子和Si离子注入并结合高温退火制备了Er掺杂的富硅SiO2薄膜以及ITO/SiON/富硅SiO2∶Er/Si MOS结构电致发光器件。研究了富Si浓度的变化对Er3+离子掺杂的电致发光器件的发光性能和传导特性的影响。发现不同Si含量对Er3+离子的不同能级的电致发光会产生不同作用。在富Si量小于5%的条件下, 主要由Si离子注入产生氧空位缺陷发光中心(Si-ODC), 它们和Er3+离子的高能级之间存在着共振能量传递, 增强了Er3+离子的522 nm绿色发光峰强度。在富Si含量大于5%时, 过量的Si在退火时形成了纳米硅微晶, 电子在纳米硅微晶之间的隧穿改变了载流子输运机制, 降低了过热电子的平均能量, 导致Er3+离子的所有发光峰的猝灭。