太阳电池栅线优化设计

优化设计太阳电池的电极图形可以获得高的光电转换效率。文中以实例介绍了晶体硅太阳电池上丝网印刷电极的优化设计,讨论了电池的功率损耗与扩散薄层电阻及细栅线宽度的关系,在原始设计的基础上设计出了理想尺寸的太阳电池栅线。经过优化改进的太阳电池可降低由电极设计引起的总功率损失,并且提高了电池片的光电转化效率。     

纳秒激光脉冲辐照太阳能电池损伤特性及对光电转化的影响

针对纳秒脉冲激光辐照三结GaAs太阳能电池损伤特性及对光电转化影响开展研究.从损伤形貌、伏安特性、电致发光三个方面建立实验系统,分别从材料烧蚀形貌、电性能输出、内部损伤情况来分析电池光电性能逐渐下降特性.在分析了激光能量密度影响的基础上,进一步分析了激光辐照部位的影响,如电池栅线与非栅线部位.纳秒脉冲激光由于峰值功率较高,能对电池产生明显损伤,激光辐照电池的栅线部位损伤效果强于辐照非栅线部位,主要由于栅线电极的作用是用于光生载流子的收集,激光辐照熔断电池栅线,降低电池输出功率.研究结论对于提高太阳能电池空间防护能力具有指导意义.     

印刷烧结工艺对单晶硅太阳电池栅线形貌及电学性能的影响

正面金属化是制备单晶硅太阳电池中的重要工艺步骤,栅线质量对电池的电学性能起着关键的作用。通过探究不同栅线处理工艺对栅线宽度的影响,发现烧结过程中栅线会向两侧崩塌,从而增加电极的遮光率,结合表征手段对这一过程进行了分析和机理阐释。在对浆料类型、网版开口宽度、网版图案以及烧结峰值温度的研究中,发现浆料中的有机物含量会影响栅线在烧结过程中的稳定性,而合适的网版开口及图案设计能降低遮光面积和栅线高度起伏,从而显著提升电池的电学性能,制得了最高转换效率为22.54%的单晶硅PERC电池。可以预见,通过优选浆料和网版,可以进一步改善单晶PERC电池的电学性能,获得更高的光电转换效率。     

皮秒脉冲激光辐照太阳能电池损伤特性实验研究(特邀)

以皮秒脉宽激光多脉冲损伤太阳能电池为背景,通过激光烧蚀电池前后表面形貌、电池伏安特性、电致发光特性获得损伤特性。采用脉宽15 ps、波长1 064 nm皮秒脉冲激光辐照三结GaAs太阳能电池进行实验。通过重频调节改变激光辐照功率,对太阳能电池栅线与非栅线部位在激光辐照下的损伤特性进行分析。实验发现辐照非栅线部位时,尽管激光光斑较小,但电池内部材料已经发生损伤,主要是由于电池内部材料有序结构的破坏逐渐增大,尤其是激光功率越高时,内部损伤面积越大。当激光辐照栅线部位时,栅线部位受热熔断会极大影响太阳能电池对载流子的吸收,从而降低电池的光电转换能力,进而影响太阳能电池的电性能,使得激光辐照栅线部位损伤效果强于辐照非栅线部位。     

背接触太阳电池的背面设计优化

利用quokka3仿真软件建立三维模型,对n型叉指背接触(IBC)单晶硅太阳电池的单元电池结构设计和栅线参数进行了仿真优化,并通过激光和丝网印刷进行了实验验证。实验结果表明,在不同IBC单元电池结构设计下,当p+发射区与n+背表面场区的宽度比值为4时,IBC太阳电池效率比宽度比值为2.3时的高0.11%。可通过减小单元电池宽度,增大p+发射区与n+背表面场区的宽度比值来获得更高的IBC太阳电池效率。在相同单元电池结构设计下,当细栅线宽度从40μm增加到60μm时,IBC太阳电池效率能够提高0.18%。且相比4主栅,6主栅IBC太阳电池效率可提高0.09%。因此,增加副栅线宽度和主栅线数量有利于IBC太阳电池效率的提升。     

聚光型三结砷化镓太阳电池的栅线设计

设计理想的太阳电池正面电极栅线图形,使高注入条件下的聚光太阳电池获得较高转换效率,是聚光太阳电池研制中的一个重要问题。文章从栅线的总相对功率损失理论出发,采用计算机模拟分析,获得聚光倍数与栅线尺寸及总相对功率损耗的关系;并给出了典型聚光倍数（即250倍、500倍、1000倍）条件下的栅线优化设计。研究结果可为不同聚光倍数下太阳电池电极栅线的制作提供理论依据。     

网版参数对单晶硅太阳电池栅线印刷的影响

常规太阳电池表面由于扩散浓度高,导致载流子复合严重,电池转换效率很难提高,目前高方阻密栅线工艺是提高产业化太阳电池转换效率的重要途径之一。通过扩散工艺很容易实现高方阻,难点在于优化电池正面网版参数,得到最优的栅线形貌及高宽比。针对该问题,基于丝网印刷网版参数,研究不同感光胶EOM膜厚、网版纱度、网版目数、下墨量对单晶硅太阳电池栅线印刷的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSM)观察了栅线的形貌、高宽比。结果表明感光胶并非越厚越好,当感光胶厚度达到20μm时栅线的高宽比达到最优,此时电池的转换效率最高;当网版目数、线径相同时纱厚较小的网版印刷出的栅线较均匀;当网版目数、线径均不同时,下墨量大的网版具有优势。     

太阳能电池栅电极优化设计

本文通过对聚光电池中常用的两种电极结构进行理论模拟,全面具体地分析了电池尺寸以及与电池上电极有关的各种损耗对栅电极优化设计的影响;并且对电极优化设计在不同聚光因子下的影响也进行了模拟,使太阳电池栅电极的优化设计更加完整。     

太阳能电池栅线电性能与印制品质的关联模型

目前,国内外85%以上的太阳能电池栅线都采用导电浆料丝网印刷制造,这是实现其小尺寸、低成本最可行的技术途径.但在复杂的非线性动态丝网印刷过程中,诸多工艺参数的微小动态偏差及其相互干扰影响,必然造成墨膜栅线存在不可控的结构变形和表面粗糙.该文针对栅线的电性能与印制品质的关系进行了研究,给出了栅线印制品质的定量评价数学模型,建立了栅线电性能设计参数与墨膜实际参数的关联模型,并利用神经网络对关联模型进行仿真分析,最后通过实例验证了该关联模型及仿真方法的有效性和实用性.     

三结太阳电池栅线对激光辐照中的传热影响研究

为了研究三结太阳电池表面的栅线在1 070 nm连续激光辐照过程中的传热影响机制,文中通过激光辐照过程中三结太阳电池实时的电致发光现象分析三结太阳电池的损伤情况,并建立三维锗基太阳电池模型,借助有限元分析软件COMSOL对连续激光辐照锗基太阳电池的温度分布进行仿真。结果表明:在连续激光功率密度为72.5 W/cm2、辐照时间为41 s时,三结太阳电池的顶电池出现轻微损伤,损伤区域首先沿着栅线分布。在锗基太阳电池的仿真模型中,电池的温度升高至1 318 K,栅线引起了三结太阳电池热量传递方向的各项异性,沿着栅线具有更高的热传导速率。仿真结果能够对实验现象给予合理的解释。     

Baccini Esatto多重丝印技术

Baccini Esatto高精度、多级丝网印刷技术用于应用材料的Baccini后端太阳能电池制造工艺中。这种专门设计的先进的接触形成技术能够实现双重印刷前端金属线和制作选择发射极结构所需的多重工艺流程。首次采用双重印刷金属线的电池效率提高了0．5％,使得太阳能电池制造商能印刷更高、更窄的栅线,     

薄膜晶体管寻址液晶显示器中栅延迟导致的图像信号失真

考虑栅信号线电阻、栅民源信号线的交叠电容以及ＴＦＴ导电沟道电容所构成的ＲＣ常数对栅延迟的影响，建立了ａ－ＳｉＴＦＴ－ＬＣＤ的等效电路模型。讨论了栅信号延迟对液晶显示屏尺寸、显示分辨率及民极材料的依赖关系。计算了用典型金属材料作民极时，在栅线的不直，象素电容的最大充电能力与栅延迟，为大面积、高分辨率ＴＦＴ－ＬＣＤ提供了设计依据。     

单晶Si、单结GaAs太阳能电池的激光损伤特性对比研究

采用1064 nm纳秒脉冲激光辐照单晶Si、单结G As太阳能电池,针对不同强度激光辐照太阳能电池的损伤特性进行了实验研究,得出激光光斑聚焦在电池栅线上时,电池更易损伤,单晶Si电池的栅线打断之后仍能很好工作,单结GaAs电池却完全失效,这是由于高掺杂的基底锗熔融凝固连接栅线,导通电池正负极.实验结果还表明,激光辐照在电池表面时,对单晶Si电池基本没有影响,而GaAs电池输出性能也没有很大幅度的下降.理论分析了纳秒激光对电池的损伤主要是热、力效应共同作用的结果.热效应使材料熔化、气化,力效应主要沿着激光传输的方向,垂直于材料表面.常温下Si材料对1 064 nm有较强的本征吸收,GaAs电池的GaAs层透过1 064 nm,Ge基底本征吸收1 064 nm,Ge材料的熔点低于Si材料且其禁带宽度更窄,故其初始损伤阈值略低.通过SEM扫描电镜、激光拉曼材料分析及X射线光电子能谱仪等分析手段对实验结果进行了验证.     

ADS双栅线结构高透像素设计

大尺寸、高分辨率(4K:3 840×2 160、8K:7 680×4 320)、高透过率和高性价比是TV产品发展的主要方向。先进的超级多维场开关(ADS)双栅线4K阵列基板栅极(Gate on Array,GOA)产品是目前主流的TV产品之一,因产品分辨率高和双栅线结构,像素尺寸较小且开口率较低,加之常规ADS双栅线像素结构在两个子像素中间的暗区较大,导致面板透过率较低,影响产品特性和竞争力。本文在常规ADS双栅线像素结构基础上,改变两层电极的功能,使底层电极作为像素电极,顶层电极作为公共电极,同时顶层电极在两个子像素面内采用联通设计,减小有效电场弱区和像素暗区,提升像素光效和透过率。模拟和试验结果表明:新型ADS双栅线像素设计可以提升面板透过率约3%。且光学、电学、机械和信赖性等评价无问题,可实际应用于产品,提高产品价值和竞争力。     

一种大口径微波/毫米波极化线栅研制的新方法

提出了用于制作极化线栅的模具法,利用解析法和计算机仿真分析法设计了用于微波/毫米波段的极化线栅,并应用该方法制作出多种口面规格、不同外框材料的极化线栅.对该系列极化线栅进行了液氮环境试验、机械性能测试以及电性能测试.实测结果表明:设计并应用模具法制作的极化线栅环境适应性强、具有较高的机械精度和优良的电气性能,能够满足实际应用需求,为毫米波段极化线栅的国产化开辟了新路径.     

太阳能电池埋栅电极制造新技术

介绍了用电镀法来制造太阳能电池的埋栅电极方法,对各镀层所需的溶液配制及操作工艺参数进行了详细的说明,通过与传统工艺的比较,可以看出采用新技术制造太阳能电池片,可有效降低栅线电极成本,提高电池片转换效率。     

连续激光辐照硅太阳电池损伤特性的光束诱导电流表征

针对连续激光辐照硅太阳能电池的损伤特性,采用光束诱导电流(LBIC)成像方法进行表征,并对其毁伤特性进行了分析。首先采用波长为1 070 nm的连续激光聚焦在硅太阳能电池表面,诱导太阳能电池产生损伤,再通过LBIC系统扫描得到激光辐照区域的光电流分布图,进而分析太阳能电池的损伤情况。为了表征不同深度下太阳能电池的损伤情况,LBIC测量系统分别采用650 nm和980 nm波长激光作为探测光源。结果表明,1 070 nm连续激光辐照硅太阳能电池非栅线部位时,太阳能电池损伤首先发生在内部;随着功率密度的增加,在太阳能电池表面熔融前,电池内部已经产生了失效区域。当激光辐照太阳能电池栅线时,栅线会发生熔断,导致辐照位置远离电极引线一侧的光电流下降;严重时会使太阳能电池产生垂直于栅线的裂纹,使远离电极引线一侧的电池失效。该研究成果可为连续激光辐照太阳能电池损伤机理研究提供参考。     

一种基于极化线栅的微波辐射计变温定标源研究

根据极化线栅的准光学的极化分离原理,设计了由极化线栅、人造黑体和冷空构成的新型线栅定标源.定标源通过极化线栅的旋转混合人造黑体和冷空的辐射能量,从而输出亮温变化可控的微波辐射,为微波辐射计外定标提供人造变温源,解决了低频段大口径天线辐射计的外定标难题.通过定标实验验证,极化线栅在L波段的透过率优于99.3%,反射率达到98.4%,线栅定标源的亮温呈正弦规律变化,变化范围为8~248K,实验结果与设计目标相吻合.     

阀控式密封铅酸蓄电池的板栅设计

对VRLA电池板栅设计进行了分析，阐述了不同应用的VRLA电他的板栅外型尺寸、厚度、合金材料单片极板容量的设计。     

带状束矩形栅毫米波行波管的研究

为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础.