小學生的水平,能夠得出比較簡單的結論。
哇,世界紀錄又被我打破了呢。
這也很正常,以許秋現在手中擁有的資源,不選擇某個細分領域也就罷了,一旦選擇了某個領域,那也就標志著這個細分領域的世界紀錄就要易主了。
畢竟,他現在已經暫時成為有機光伏這個大領域的領路人。
中學生的水平,可以稍微往深想一想。
制備半透明器件,鋁電極就是個垃圾,電極還沒等達到半透明呢,器件就已經撲街了。
大學生的水平,再往深想一想。
當前的體系選用銀電極比較好,在10-20納米比較合適的區間內,器件性能都是最佳的那一個,這或許和他是導電性能最好的金屬材料有關。
碩士生的水平,再再再往深想一想。
金電極在5納米的厚度下,性能反超了銀,這說明金屬電極能否在薄層狀態下導電,密度可能是一個非常關鍵的因素。
因為金的密度是19.32克每立方厘米,銀的密度是10.49克每立方厘米,而鋁只有2.70克每立方厘米。
金屬導電的實質,是金屬原子之間通過形成“電子氣”來傳導電子,這里導電有個前提條件,那就是金屬原子之間要連續,不能有太多的缺漏。
在金屬膜比較厚的時候,密度小一些也無所謂,反正可以近似實現緊密堆積,就算偶爾有缺陷,旁邊也有其他的金屬原子兄弟可以代為傳遞;
而當金屬層比較薄的時候,密度小的金屬材料在蒸鍍時,就會更容易出現不均勻、不致密的現象,這時產生了缺陷,結果旁邊沒有金屬原子兄弟幫忙了,那導致無法順暢的傳導電子,從而造成斷路。
博士生的水平,還能再再往深想一想。
相較于不透明的金屬電極,半透明金屬電極造成器件性能損失的一個主要來源,是電極導電率的下降,直接影響電極收集電荷的能力,從而造成短路電流密度的降低,最終導致器件效率的衰減。
但還有另外一個性能損失的來源,那就是來自不透明金屬電極的二次反射光會變少。
這個該怎么理解呢?
當太陽光入射一個光伏器件表面后,有一部分光會直接反射、散射損失掉,有一部分會轉化為熱能損失掉,在這之后的太陽光會到達有效層。
有一部分到達有效層的光會被有效層吸收,形成激子,之后拆分輸運,形成電流,而還有一部分則會穿過有效層,到達頂電極的位置。
假如頂電極是100納米厚的金、銀、鋁,也就是不透光的,因為金屬會反射光,就會讓這一部分透過有效層的光重新回到有效層,也就是所謂的“二次反射”,同樣會對器件效率造成一定的貢獻。
而現在金屬電極變得半透明了,這部分光就會部分發生“二次反射”,部分穿過金屬電極損失掉。
到了許秋的水平,他將上述這些整合了起來,想到了一種多層的薄層電極結構。
這種薄層金屬的結構,是先蒸鍍一層薄薄的相對比較致密的金,比如一納米厚度,然后再往上蒸鍍導電性能更好的銀,比如10-20納米。
這樣的結構,可以產生的預期效果就是:
超薄的金層提供了致密的成核中心,從而降低銀膜向傳輸層和有效層中的滲透厚度,提高銀膜在低厚度下的均勻性,保證連續銀膜的形成,從而得到兼具高透射率和低電阻的薄層金屬電極。
當然,分析歸分析,具體結果如何,還是得用實踐來證明一切。
PS:今天萬字三更,第二更、第三更分別在7、16點。