空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较

研究了空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量1×109～5×1013cm-2的变化.实验表明,两种太阳电池的电性能随辐照注量增加有不同的衰降趋势.背场Si太阳电池性能参数Isc、Voc和Pmax衰降变化快,辐照注量为2×1010cm-2时,Pmax就已衰降为原值的75%;而GaAs/Ge电池对应相同的衰降辐照注量达8×1011cm-2,且其Isc、Voc和Pmax衰降变化起初缓慢,当辐照注量接近3×1012cm-2时才迅速下降.背场Si电池和GaAs/Ge电池性能衰降分别与质子辐照引入的Ev+0.14eV及Ev+0.43eV和Ec-0.41eV深能级有关.     

量子阱GaAs太阳电池的质子辐射效应

用I-V特性、光谱响应和深能级谱分析辐射效应,分析了1×109～2×1013cm-2,2MeV质子辐照量子阱GaAs太阳电池.结果表明,随辐照注量增大,电池Jsc,Voc,Pmax衰降程度增加;相同的注量,Pmax衰降程度最大.当注量大于3×1012cm-2时,Isc衰降程度比Voc的大;当注量小于3×1012cm-2时,Voc衰降程度比Isc的大;在900～1000nm波长范围内,2×1013cm-2辐照使量子阱光谱响应特性消失.这与量子阱结构受到损伤引入位于Ec-0.35eV的深能级有关.     

国产高效GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的低能质子辐射效应

运用2×1.7MV串列静电加速器提供的质子束,对MOCVD方法制备的GaInP/GaAs/Ge三结电池进行低能质子辐射效应研究.选质子能量为0.28,0.62和2.80MeV,辐照注量为1×1010,1×1011,1×1012和1×1013cm-2.对电池的辐射效应用I-V特性和光谱响应测试进行分析.研究结果表明:随辐照注量的增加,太阳电池性能参数Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均增大;但随质子辐照能量的增加,Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均减小.实验中0.28MeV质子辐照引起电池Lsc,Voc,Pmax衰降最显著,三结电池中光谱响应衰降最明显的是中间GaAs电池.     

国产高效GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的低能质子辐射效应

运用2×1.7MV串列静电加速器提供的质子束,对MOCVD方法制备的GaInP/GaAs/Ge三结电池进行低能质子辐射效应研究.选质子能量为0.28,0.62和2.80MeV,辐照注量为1×1010,1×1011,1×1012和1×1013cm-2.对电池的辐射效应用I-V特性和光谱响应测试进行分析.研究结果表明:随辐照注量的增加,太阳电池性能参数Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均增大;但随质子辐照能量的增加,Lsc,Voc和Pmax的衰降幅度均减小.实验中0.28MeV质子辐照引起电池Lsc,Voc,Pmax衰降最显著,三结电池中光谱响应衰降最明显的是中间GaAs电池.     

量子阱GaAs太阳电池的质子辐射效应

用I-V特性、光谱响应和深能级谱分析辐射效应，分析了1e9～2e13cm－2，2MeV质子辐照量子阱GaAs太阳电池．结果表明，随辐照注量增大，电池Isc，Voc，Pmax衰降程度增加；相同的注量，Pmax衰降程度最大．当注量大于3e12cm－2时，Isc衰降程度比Voc的大；当注量小于3e12cm－2时，Voc衰降程度比Isc的大；在900～1000nm波长范围内，2e13cm－2辐照使量子阱光谱响应特性消失．这与量子阱结构受到损伤引入位于Ec－0.35eV的深能级有关．     

GaAs太阳电池的质子辐照和退火效应

对AlGaAs/GaAs太阳电池进行了质子辐照和热退火实验.质子辐照的能量为325keV,辐照的剂量为5×1010-1×1013cm-2.实验结果表明,质子辐照造成了GaAs太阳电池光伏性能的退化,其中短路电流的退化比其它参数的退化更为明显.退火实验结果表明,200℃的低温退火可以使得辐照后的电池的光伏性能得以部分恢复.此外,实验结果还指出,在GaAs太阳电池表面加盖一层0.5mm的硼硅玻璃盖片可以明显地减少质子辐照对GaAs太阳电池性能的损伤.     

GaAs太阳电池的质子辐照和退火效应

对AlGaAs/GaAs太阳电池进行了质子辐照和热退火实验.质子辐照的能量为325keV,辐照的剂量为5×1010-1×1013cm-2.实验结果表明,质子辐照造成了GaAs太阳电池光伏性能的退化,其中短路电流的退化比其它参数的退化更为明显.退火实验结果表明,200℃的低温退火可以使得辐照后的电池的光伏性能得以部分恢复.此外,实验结果还指出,在GaAs太阳电池表面加盖一层0.5mm的硼硅玻璃盖片可以明显地减少质子辐照对GaAs太阳电池性能的损伤.     

GaInP2/GaAs/Ge叠层太阳电池中的高效率Ge底电池

从电池的结构参数及器件工艺等方面分析了Ge底电池的开路电压Voc、短路电流Isc和填充因子FF的影响.结果表明：控制发射层的表面复合，并减薄其厚度可以提高开路电压Voc，并可以有效提高短路电流Isc；调整相应的器件工艺有利于填充因子FF的提高. 采用上述改进措施，成功得到Voc达到287.5mV, Isc达到73.13mA/cm2，效率达到7.35%的Ge太阳电池.     

GaInP2/GaAs/Ge叠层太阳电池中的高效率Ge底电池

从电池的结构参数及器件工艺等方面分析了Ge底电池的开路电压Voc、短路电流Isc和填充因子FF的影响.结果表明控制发射层的表面复合,并减薄其厚度可以提高开路电压Voc,并可以有效提高短路电流Isc;调整相应的器件工艺有利于填充因子FF的提高.采用上述改进措施,成功得到Voc达到287.5mV,Isc达到73.13mA/cm2,效率达到7.35%的Ge太阳电池.     

GaInP2/GaAs/Ge叠层太阳电池中的高效率Ge底电池

从电池的结构参数及器件工艺等方面分析了Ge底电池的开路电压Voc、短路电流Isc和填充因子FF的影响.结果表明:控制发射层的表面复合,并减薄其厚度可以提高开路电压Voc,并可以有效提高短路电流Isc;调整相应的器件工艺有利于填充因子FF的提高.采用上述改进措施,成功得到Voc达到287.5mV,Isc达到73.13mA/cm2,效率达到7.35%的Ge太阳电池.     

太阳能电池的种类

介绍了太阳能电池的种类,并重点对单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜太阳能电池的制备和结构特点进行了介绍。     

有机薄膜太阳电池的研究进展

有机薄膜太阳电池作为一种新型光伏电池,近年来得到了迅猛发展。其制备工艺简单、价格低廉、柔性、质轻,为人类解决能源问题提供了一种崭新的途径。文章综述了近年来有机薄膜太阳电池的发展状况,结合有机薄膜太阳电池的发展历史,分析了单异质结、体异质结和叠层三种典型结构器件的工作原理和研究成果,探讨了各种器件结构的优缺点,并对有机薄膜太阳电池的发展趋势作了展望。     

光电池新的等效电路

新的光电池等效电路由电源电动势Ｅ和二个电阻及二极管组成。     

太阳能电池的金属化技术

在工业生产中，太阳能电池在保证效率的前提下最大限度地降低成本。通过对丝网印刷太阳能电池结构介绍和局限性分析，研究了埋栅太阳能电池用电镀的方法进行产业化的步骤，进而提高太阳能的转化效率。     

槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列

基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多品硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的Ⅰ-Ⅴ曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的Ⅰ-Ⅴ曲线,其效率由聚光前的23.66%增加到26.50%,理论聚光比为16.92时,输出功率放大11.2倍,聚光光伏系统中町采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为-0.12W/K、-0.10%/K和-0.21%/K,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4.23;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8.46.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.     

槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列

基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试实验. 结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I-V曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快. 而砷化镓电池阵列有较好的I-V曲线,其效率由聚光前的23.66%增加到26.50%,理论聚光比为16.92时,输出功率放大11.2倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率. 砷化镓电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为-0.12W/K、-0.10%/K和-0.21%/K,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热. 研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4.23; 16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8.46. 研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.     

An Efficient Triple-Tandem Polymer Solar Cell

We present an efficient triple-tandem polymer solar cell with identical poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and 1-(3-methoxycarbonyl)-propyl-1-phenyl-(6, 6)C₆₁ (PCBM) bulk heterojunction as the active layers and highly transparent Al (1 nm)/ MoO₃ (15 nm) as the intermediate layer. This intermediate layer is structurally smooth as characterized by atomic force microscopy. Although identical organic active layers are used to construct such triple-tandem cell, a tripled open-circuit voltage of 1.73 V and power conversion efficiency of 2.03% are obtained under simulated solar irradiation of 100 mW/cm² (AM1.5), demonstrating a viable technique for fabricating triple-tandem polymer cell with the intermediate layer of Al/MoO₃.     

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。     

太阳电池最大功率点跟踪研究

根据太阳电池的特性,设计了一种基于“二次插值法”的太阳能电池最大功率跟踪器,并对设计的MPPT控制器进行了测试。实验结果表明它有较好的跟踪性能。     

A Review of Perovskites Solar Cell Stability

In this review, the factors influencing the power conversion efficiency (PCE) of perovskite solar cells (PSCs) is emphasized. The PCE of PSCs has remarkably increased from 3.8% to 23.7%, but on the other hand, poor stability is one of the main facets that creates a huge barrier in the commercialization of PSCs. Herein, a concise overview of the current efforts to enhance the stability of PSCs is provided; moreover, the degradation causes and mechanisms are summarized. The strategies to improve device stability are portrayed in terms of structural effects, a photoactive layer, hole‐ and electron‐transporting layers, electrode materials, and device encapsulation. Last but not least, the economic feasibility of PSCs is also vividly discussed.