飛秒激光照射下硅-砷化鎵太陽能電池的光電特性研究.pdf

1、飛秒激光是一種超短時間脈沖（10-15秒）的新型激光，是人類目前在實驗室條件下所能獲得的最短時間脈沖。本文研究了飛秒激光對硅和砷化鎵太陽能電池的損傷效應和聚光效應，并制備了MoS2鈉微薄膜來提高太陽能電池在飛秒激光照射下的損傷閾值和轉換效率。
　　研究者采用飛秒超短脈沖激光(≤35fs)，研究其對硅太陽能電池的損傷閾值，這在國內尚屬首次。研究者發(fā)現(xiàn)，與相同波長的連續(xù)激光對比，飛秒激光的損傷閾值略高，這一結果完全不同于納秒或皮秒激光

2、，這是因為由于脈沖加熱時間小于電子-聲子耦合時間引起明顯的非熱平衡現(xiàn)象，導致熱傳導現(xiàn)象不符合傅立葉耦合定律。此外，在實驗中采用了光束整形技術，第一次采用強度均勻分布的激光研究損傷閾值，此技術能有效減小高斯激光中心光強過大造成的實驗偏差。
　　研究者采用飛秒超短脈沖激光（≤35fs），研究其對砷化鎵太陽能電池的損傷閾值和轉換效率。實驗表明，隨著入射光強增加，相對相同波長的連續(xù)激光，在飛秒激光照射下，砷化鎵太陽能電池不僅有更高的損傷閾

3、值，而且有更高的轉換效率。這主要是因為飛秒脈沖激光擁有更高的瞬間光強，能充分引發(fā)砷化鎵電池的聚光效應。
　　為了進一步提高砷化鎵太陽能電池在飛秒激光照射下的損傷閾值和轉換效率，研究者采用離散法，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃(THF)為溶劑，制備二硫化鉬(MoS2)鈉微薄膜懸浮溶液，對砷化鎵電池進行涂膜。實驗表明，研究者制備的MoS2鈉微薄膜在可見波段(532nm)，小光強照射下增透，提高光電轉換效率;在大光強照射下減