制备温度对(a-C∶Fe)/Al_2O_3/Si结构光电转换效应影响的研究

采用脉冲激光沉积法在n-Si(100)衬底上制备氧化铝膜(Al2O3)和不同温度下的铁掺杂非晶碳薄膜(a-C∶Fe)。I-V特性曲线表明:制备的a-C∶Fe/Al2O3/Si异质结结构具有明显的整流特性和光伏效应,碳膜的制备温度对a-C∶Fe/Al2O3/Si结构电池光伏性能有显著影响。合适的沉积温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,在碳膜制备温度为350℃时,异质结获得最佳光电转换效率。当制备温度超过350℃时,电池的开路电压与短路电流大幅度减小。通过对a-C∶Fe膜的拉曼光谱分析显示,随着制备温度的升高,非晶碳膜的结构经历了从类金刚石向类石墨化的转变,从而对电池的光电转换特性造成显著影响。     

Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火研究

本文报道了液相外延Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火试验结果。辐照电子能量为1MeV,积分通量为10~(12)—10~(15)e/cm~2;质子辐照能量为7.8MeV,积分通量为10~8—10~(12)p/cm~2。测定了辐照前后电池的电特性和光谱响应曲线。观察到结深与辐照损伤的明显关系。电子辐照的临界通量(?)_c>1×10~(15)e/cm~2,质子辐照临界通量(?)_c>1.02×10~(12)p/cm~2。经积分通量1×10~(15)e/cm~2的辐照,再在真空200℃进行热退火20小时后,短路电流得到全部恢复,输出功率恢复至原来的80％。     

不同ZnO/Cu2O异质结电池的光伏性能

采用电化学沉积法,分别制备薄膜/薄膜型(薄膜型)和薄膜/纳米线型(复合型)Cu2O/ZnO异质结太阳电池,并通过光吸收谱和电流-电压谱测试两类太阳电池的性能。研究发现,与薄膜型异质结太阳电池相比,复合型电池具有更高的电池转换效率。通过对两种不同太阳电池的结构表明,增大PN结面积和改善异质结界面性质是提升该类异质结太阳电池性能的重要途径。     

再生处理抑制单晶硅太阳电池光致衰减效应的研究

掺硼晶硅电池经过长时间光照后电池效率会出现明显的衰减。针对此问题,研究再生处理对晶硅电池光致衰减效应的影响。将Si Nx/Al2O3寿命片和单晶钝化发射极和背局域接触(PERC)电池片在400 W/m~2光照下200℃保温10 min进行再生处理,结果发现未经再生处理的寿命片光照1710 min后少子寿命衰减率为63.33%,电池效率衰减率为4.32%,再生处理后样品的衰减率分别降低至5%和0.48%,表明再生处理能有效抑制晶硅电池的光致衰减效应。未经再生处理的寿命片光照前后硼氧(B-O)复合体浓度分别为1.38×1011和7.01×1011cm~(-3),再生处理后的B-O复合体浓度分别为2.90×10~(10)和4.44×10~(10)cm~(-3),再生处理后的寿命片光照后B-O复合体的浓度较处理前低一个数量级,且处于稳定的不会造成少子复合的再生状态。     

N型单晶硅衬底上非晶硅/单晶硅异质结太阳电池计算机模拟

采用德国HMI研发的AFORS-HET软件模拟了N型衬底非晶硅,单晶硅异质结太阳电池的特性,结果表明随着发射层厚度的增加,短路电流下降,电池的短波响应变差.在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入不同的界面态密度(Dit).发现当Dit1012cm-2·eV-1时,电池的开路电压和填充因子均大幅减小,导致电池效率降低.当在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入本征非晶缓冲层后,电池性能明显改善,但是缓冲层厚度应控制在30nm以内.模拟的a-Si/i-a-Si:H/c-Si/i-a-Si:H/n a-Si双面异质结太阳电池的最高转换效率达到28.47%.     

CdS/p-Si异质结太阳电池的制备与数值模拟

采用物理气相沉积工艺制备了免掺杂的CdS/p-Si异质结太阳电池,通过数值模拟对影响电池效率的主要因素如前电极、背电极功函数材料及前、后表面复合速率进行模拟分析和优化。实验结果表明,CdS薄膜呈现[111]晶向择优生长,具有良好的结晶性。60 nm厚的CdS薄膜在500～1100 nm波长范围内具有较高的光学透过率,与Si的接触电阻ρc=3.1Ω?cm~2。In_2O_3薄膜的平均透过率和方阻分别为90.88%和74.54Ω/,能有效收集载流子。经过工艺优化,在25℃,AM 1.5测试条件下,得到CdS/p-Si异质结太阳电池(面积1 cm~2)效率为10.63%。数值模拟优化后,CdS/p-Si太阳电池的理论最高效率(power conversion efficiency,PCE)可达到25.36%。     

硅基异质结太阳电池的研究现状与前景

简要介绍了当前低成本太阳电池的现状,对硅基异质结太阳电池的构成进行简要分析,筒述了如HIT、a—C／c—Si、a—C／C60／c—Si以及nc—Si／mc—Si等几种高效硅基异质结太阳电池的研究,并介绍了太阳模拟软件对硅基异质结电池工艺参数的模拟结果。最后介绍了Si／Ge／Si双异质结太阳电池的制备技术,并对基于硅基异质结高效低成本太阳电池的发展进行展望。     

SnO_2/Si异质结太阳电池的研究

在10cm~2的单晶硅片上,用喷涂热分解法制备了SnO_2/Si异质结太阳电池,在光强为100mW/cm~2(AM1.5)的ELH灯照射下,全面积电池的光电转换效率η=10.79％,其有效面积的效率已达到11.99％。氧化锡膜是喷涂一种四氯化锡的混合物到加热的硅衬底上沉积而成的。这种电池的效率在很大程度上取决于硅和氧化锡之间的二氧化硅绝缘层,其最佳厚度为10—20(?)。文中给出了这种电池的温度系数曲线。     

体异质结有机光伏电池物理性能模拟

基于光学干涉效应和载流子传输理论建立体异质结有机光伏电池模型.模拟分析了体异质结光伏电池有机层厚度与激子产生率、载流子密度以及短路电流密度之间的关系,并通过实验进行验证.体异质结有机光伏电池物理性能模拟为提高电池的光电转换效率提供理论基础.     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(4)

<正>进一步提高太阳电池效率最现实、最有效的途径是形成多结叠层聚光电池。这里以三结叠层电池为例来说明叠层电池的工作原理。选取3种半导体材料,如Ga In P、Ga In As和Ge,它们的带隙依次为Eg1=1.7 e V、Eg2=1.18 e V和Eg3=0.67e V,Eg1Eg2Eg3,将这3种材料分别制备出3个子电池,然后按Eg的顺序,从大到小将这3个     

硅基异质结太阳电池钝化层的研究

研究硅基异质结太阳电池的表面钝化层对电池性能的影响,主要工作包括:1)对比非晶硅本征层a-Si:H(i)与非晶硅氧本征层a-Si Ox:H(i)对c-Si界面的钝化效果的作用,及其对电池性能的影响;2)研究不同a-Si:H(i)厚度对电池性能的影响;3)不同沉积速率a-Si:H(i)对c-Si界面的钝化效果和电池性能的影响,并对不同沉积速率的a-Si:H(i)膜层做了H原子含量等分析。通过该征钝化层工艺的优化,最终在156 mm×156 mm厚度200μm的n型硅片上获得效率为20.90%的硅基异质结太阳电池,和在100μm厚度的硅片上得到转化效率为20.44%的可弯曲电池。     

单晶硅太阳电池发射极的模拟优化

针对传统p型衬底晶硅太阳电池,通过PCID数值计算,模拟了发射极扩散峰值浓度、方块电阻、结深等对电池性能的影响规律以及该规律与硅衬底电阻率之间的依赖关系,分析了其中所蕴含的作用机理.对于磷原子浓度梯度符合余误差分布的发射极,得到扩散制结的标准为:扩散峰值浓度介于1×10~(19)～5×10~(19)cm~(-3)之间,方块电阻在100Ω/□以上.尽管电池效率在衬底电阻率为1Ω·cm时最高,并随衬底电阻率的增大而明显下降,但上述发射极扩散标准基本保持不变.     

非晶硅p-i-n电池中空穴的收集长度

测量p-i-n电池单色光的光生电流随外电压的变化,可得出空穴的收集长度。空穴的μτ乘积在3×10~(-9)—1×10~(-8)cm~2/V,空穴收集长度和电池的填充因子有对应关系。由收集长度随外电压的变化可解释电池的收集效率随外电压的变化,只有FF很差的p-i-n电池,偏置光强才影响光生载流子的收集。一般的p-i-n电池,在不加偏置光条件下测得的收集效率反映AM1光强下的情况,这使p-i-n电池的测试更加简单。     

高效硅基异质结太阳电池的ITO薄膜研究

研究室温下通过直流磁控溅射方法制备高性能非晶ITO薄膜的光电特性,并分析不同结晶度的ITO薄膜对硅基异质结太阳电池性能的影响。结果表明:非晶态的ITO薄膜具有高的载流子迁移率和高的光学透过率;当退火温度高于190℃时,随退火温度的上升,薄膜的结晶性逐渐增强,但其光学性能和电学性能都呈逐渐降低的趋势。通过优化退火温度可获得电阻率为4.83×10~(-4)Ω·cm、载流子迁移率高达35.3 cm~2/(V·s)且长波段相对透过率大于90%的高性能非晶ITO薄膜。对比普通工艺制备的微晶ITO薄膜,在242.5 cm~2的硅基异质结(SHJ)太阳电池上采用非晶ITO薄膜作透明导电膜,其短路电流密度提高0.32 mA/cm~2,可提升电池的光电转换效率。     

CuPc-G-PAn/Perylenes异质结太阳电池性能研究

对聚苯胺材料进行染料接枝改性,将其用作异质结光伏电池的p型材料,制作出结构为导。电玻璃／酞菁铜接枝聚苯胺（p型）／Pei（n型）／Al）简写为ITO／CuPc-G-PAn(p型）／Pei（n型）／A1)的有机p-n异质结光伏电池。该电池在37．2W／m^2的碘钨灯照射下,开路电压Voc=802mV,短路电流I=41μＡ／cm^2,填充因子FF＝58％,能量转换效率大约为0．51％,它比聚苯胺及Pei肖特基电池大得多。通过测量其电流－电压J－V和电容－电压C－V特性,研究了其光伏效应及电学性能。J－V特性表明,二极管的曲线因子约为6．3,比1大得多;C－V特性表明,在CuPc-G-PAn／Pei界面处的耗尽层约为231nm,从p/n层的光吸收谱可知,光激活层在CuPc-G-PAn／Pei界面处,它们分别与ITO及铝形成欧姆接触,对在暗场及光照下电荷传输机理作了较详细的分析。     

2018中国最高电池转化效率纪录汉能占据半壁江山

正汉能在薄膜太阳能技术方面的黑科技,正在不断刷新世界纪录。今年6月份,据世界三大再生能源研究机构之一的美国国家可再生能源实验室认证,汉能砷化镓薄膜单结电池转化效率达到28.9%,再次刷新世界纪录。同时,汉能还拥有单结电池(28.9%)和单结电池组件(25.1%)两项世界纪录。此外,2017年1月,汉能玻璃基铜铟镓硒(CIGS)薄膜太     

CIS和CIGS薄膜太阳电池的研究

采用蒸发硒化方法制备了P型CIS（铜铟硒）和CIGS（铜铟镓硒）薄膜,用蒸发法制备N型（硫化镉）,二者组成异质PN结太阳电池,经退火处理,CIX和CIGS薄膜太阳电池的效率分别达到8．83％和9．13％,对制膜过程中彻底的选择,背电极的制备,GIS各元素蒸发控制和镓的掺入等工艺技术问题进行了深入探讨,对电池的退火处理提出了自己的见解。     

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(4)

<正>2014年,中国科学院物理所孟庆波小组也制备了无空穴传输层的钙钛矿电池(TiO_2/CH_3NH_3PbI-3/Au),但对界面进行了调控处理,获得10.49%的电池效率~([15]),并对电池的I-V特性进行了系统分析,表明该类电池是一种典型的平面异质结电池,具有空间电荷区。但是,由于缺乏空穴传输层,这种钙钛矿电池的开路电压和填充因子还是偏小。2.3 p-i-n结构和场助收集图6为高效钙钛矿平面异质结太阳电池的能带图,结合文献报道的材料参数,我们重新标示了相关的能带参数,如图8所示。可以看出,ZnO/CH_3NH_3PbI_3/HTM为典型的n-i-p平面结构,n-ZnO为迎光面。这里HTM为空穴传输材料,即p型螺二芴(spiro-MeOTAD)。其中CH_3NH_3PbI_3为本征层(i层),即未人为掺杂,以保持材料低缺陷密度和高质量。i层具有适当     

D-A型三芳胺空穴传输材料的合成及其在钙钛矿电池中的应用

合成两种D-A型三芳胺类空穴传输材料TPAIOS和TPDIOS,采用核磁共振谱和质谱对产物的结构进行表征。基于密度泛函理论对产物的结构和能级分布进行量子化学计算,其中最高占用轨道主要分布在三芳胺基团上、最低未占用轨道分布在咪唑基团上,表明分子具有典型的D-A结构。材料具有良好的成膜能力和空穴传输性能(TPAIOS:1.87×10~(-4)cm~2/(V·s),TPDIOS:1.30×10~(-4)cm~2/(V·s))。将TPAIOS和TPDIOS作为空穴传输材料应用于钙钛矿电池,未掺杂条件下电池效率为4.95%,明显高于p型掺杂的电池(2.25%)。     

a-Si:H(p)/c-Si(n)异质结太阳电池的模拟优化

通过AFORS-HET软件模拟了TCO/a-Si:H(p)/a-Si:H(i)/c-Si(n)/a-Si:H(i)/a-Si:H(n)/Ag结构的硅异质结电池中硅衬底电阻率、本征非晶硅薄膜厚度、发射极材料特性以及TCO功函数对电池性能的影响。结果表明:在其它参数不变的条件下,硅衬底电阻率越低,转换效率越高;发射极非晶硅薄膜厚度对短路电流有较大影响,发射极掺杂浓度低于7.0×10¹⁹cm^-3时,电池各项性能参数都极差;TCO薄膜功函数应大于5.2 eV,以保证载流子的输运收集。