Cu2ZnSnS4薄膜因其元素地壳含量丰富、无毒且具有优异的光电性能, 受到研究者的广泛关注。本文基于纳米墨水法用Cd部分取代Zn制成了Cu2(CdxZn1-x)SnS4(CCZTS)薄膜, 研究退火时间和后退火温度对薄膜及其太阳电池性能的影响。研究结果表明, 所制备的薄膜为CCZTS相, 无其他杂相, 薄膜表面平整且致密, 结晶性较好。随着退火时间增加, 薄膜的晶粒尺寸有所增大, 薄膜太阳电池的pn结质量得到提升, 其性能也随之提高。通过对薄膜太阳电池进行后退火处理, 分析了吸收层的元素扩散对电池性能的影响, 在Cd元素形成梯度分布时, 电池性能有所提高。随着后退火温度的增加, 其电池性能和pn结质量呈现先提高后下降的趋势。经后退火300 ℃处理后, 电池转换效率最佳, 为3.13%。

结合反应离子刻蚀法和掩膜法在n型硅片表面制备出圆锥状结构黑硅, 利用湿法氧化法在硅片表面氧化出一层超薄SiOx, 采用磁控溅射法在其表面沉积一层掺锡氧化铟(IndiumTinOxide, ITO)薄膜, 在黑硅衬底上制备出ITO/SiOx/n-Si太阳电池。通过硅片表面纳米结构, 增加光吸收, 进而提高电池转化效率。研究结果表明, 在不同衬底温度下沉积ITO时, 薄膜都呈现出了良好的光学和电学性能.250 ℃时, ITO薄膜性能最优, 在400~1 000 nm波长范围内, 平均透过率达到93.1%, 并展现出优异的电学性能.通过优化H2O2预处理时间, 减小了SiOx层中氧空位缺陷, SIS电池短路电流得到明显提高, 从未处理前的26.84 mA/cm2提升到经H2O2处理15 min后的34.31 mA/cm2.此时, 电池性能最优, 转化效率达到3.61%.

结合SiO2纳米球掩模和反应离子刻蚀技术制备了结构呈周期性排列的多晶黑硅，利用低浓度的NaOH溶液去除由荷能离子撞击所带来的损伤层，优化了多晶黑硅结构。在多晶黑硅上用原子层沉积技术沉积一层Al2O3薄膜，并对样品进行快速热退火处理。结果表明，采用低浓度的NaOH溶液可以完全去除损伤层，在保持原有黑硅结构的基础上使表面结构更加光滑；经450℃快速热退火后少子寿命达到29.34 μs，表面复合速率为306 cm·s-1，在可见光范围内平均反射率降至7.12%。

采用一步银铜双原子金属辅助化学腐蚀法, 室温下在多晶硅表面制备纳米陷光结构, 再利用纳米结构修正溶液在温度为50℃时对硅片进行各向异性重构, 可控制备出不同尺寸的倒金字塔陷光结构.用分光光度计测量了多晶硅表面的反射率, 用扫描电镜观察了多晶硅表面形貌, 用少子寿命测试仪测量了多晶硅钝化后的少子寿命.结果表明: 影响倒金字塔结构尺寸的主要影响因素是制备态黑硅纳米结构的深度, 当深度越深, 最终形成的结构尺寸也越大; 纳米结构修正溶液重构时间越长, 所形成的倒金字塔结构尺寸越大, 反射率也变大; 经原子层沉积钝化后的倒金字塔结构中少子寿命随其尺寸的增大而增加; 当倒金字塔边长为600 nm时综合效果最佳, 反射率为9.87%, 少子寿命为37.82 μs.