薄膜光伏组件在不同光谱分布下的测试差异

本文测试了非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒和钙钛矿四种薄膜光伏组件的光谱响应曲线,选择单晶硅电池作为参考电池的光谱响应,利用两种太阳模拟器的光谱分布计算它们在不同光谱分布下的光谱失配情况,对比了不同光谱分布对这四种薄膜光伏组件测试结果的影响,从光谱失配角度给出了减小薄膜光伏组件测试误差的建议。     

太阳电池短路电流测试的两种不同方法比较

本文描述了在太阳模拟器和量子效率测试仪下测量太阳电池短路电流的方法,并对在两种仪器下的测试结果进行了比较和分析     

微光光照强度下太阳电池应用研究

在太阳电池标准测试条件之外,定义了太阳电池室内测试条件,研究了该条件下的微光光照强度对几种常见太阳电池效率的影响和它们的光谱响应。结合各种太阳电池自身的价格因素和器件性质,得出了一些可供室内光伏产品设计人员参考的结论。     

表面处理对低成本多晶硅太阳电池性能的影响

通过沉积SiNx薄膜和H2退火表面处理工艺对低成本多晶硅太阳电池进行了处理,对表面处理前后的电池效率进行了对比测试,详细地研究了这两种表面处理工艺对电池的短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响。实验发现,沉积了SiNx薄膜的低成本多晶硅太阳电池的效率在原有基础上提高了1.8%左右;而经过H2退火后的电池效率则出现了效率衰减。与此同时,对成本相对高的太阳能级多晶硅电池也进行了H2退火,与低成本多晶硅电池相比,其效率增加明显,与低成本太阳电池呈现了相反的现象。最后分析了两种表面处理工艺对电池性能造成影响的原因。     

一种混合太阳能发电系统特性研究

文章根据太阳电池的光谱响应推导出混合型太阳光伏系统发电量的计算公式,然后比较了由单一太阳电池组件构成的光伏系统和由两种太阳电池组件构成的混合光伏系统的发电特性,最后以试验数据及应用实例验证了这一结论,突出了太阳电池混合应用光伏系统的优点。     

大面积宽光谱太阳模拟器光谱匹配均匀度技术研究

针对IEC60904.9标准规定的光谱辐照度分布波长范围不能满足铜铟镓硒薄膜等宽光谱太阳电池伏安特性测试需求,提出了一种适用于工业生产用的大面积宽光谱太阳模拟器光机结构设计思路.依据IEC60904.3标准拓宽光谱波长范围为400～1 200 nm,并给出各光谱波段评判依据.详细介绍了宽光谱AM1.5G滤光片设计方法,并通过组合滤光片与单组滤光片进行比对试验,采用组合滤光片可使整体匹配偏差由9.4％缩小至5.4％.试验表明:采用组合滤光片可有效降低光源因角度效应造成大面积测试面光谱匹配不均匀的难题.     

ADI太阳能模拟器方案

<正>近年来随着太阳能应用的不断发展，关于太阳能利用、转换的相关产品，尤其是太阳能电池板的使用量也逐渐增加。过去，这些产品都是在自然环境下进行测试，受制于气候条件，因此存在测试周期长、数据的可重现性差等不足。太阳能模拟器是模拟太阳光谱和光强的一种光源设备，可以在高精度拟合太阳光谱分布的前提下，实现不同的太阳辐照度等条件，满足测试研究对太阳辐照的特殊需求。使用太阳能模拟器能够克服气候多变性所造成的不便，全年24小时在室内对太阳能产品进行测试。     

2.4m太阳模拟器设计

针对目标特性研究需求,设计了有效辐照面直径2.4 m的太阳模拟器。要求辐照面内的照度不小于0.3个太阳常数,出射光束准直角不大于1且被照面的不均匀度不大于3%,光谱失配误差达到Ｃ级。太阳模拟器主要由四个短弧氙灯、四个椭球面反射镜、两个平面反射镜、一组积分器和一个准直反射镜组成。对设计结果进行了软件仿真分析和实验测试。测试结果表明:太阳模拟器的有效光斑直径为2.43 m,被照面平均照度为3 382 lx,光束准直角0.97,不均匀度为2.8%,光谱失配误差达到Ｃ级,满足设计要求。     

多晶硅太阳电池背表面刻蚀提升其性能的产线工艺研究

对比研究了产线上多晶硅太阳电池背表面刻蚀对 其光电转换性能的影响。示范性实验结果表明:多晶硅太阳电池背表面刻蚀能够改善其短路 电流, 从而相应的光电转换效 率提升了约 0．1％。依据多晶硅太阳电池背表面刻蚀前后的扫描 电镜(SEM)形貌、背表面漫 反射光谱及完整电池片外量子效率的测试结果,改进的光电转换的原因可能源于背表面刻蚀 “镜面”化有利于太阳光子在背表面内反射和改进印刷Al浆与背表面覆盖接触。背表面刻蚀 与当前晶硅电池产线工艺兼容,能够提升电池片的光电转换效率,是一种可供选择的产线升 级工艺。     

PERC结构多晶硅太阳电池的研究

高效、低成本是目前硅太阳电池追求的主要目标。多晶硅太阳电池成本低,但其电性能较差。背面钝化及局部背接触是提高多晶硅太阳电池电性能的主要技术。通过采用SiO2/SiNx叠层膜作为背钝化介质层,依次经过背面开槽、丝网印刷、烧结形成背面局部接触,制备钝化发射极和背表面电池(PERC)结构多晶硅太阳电池。采用恒光源I-V特性测试系统测试其电性能,结果表明:较之常规铝背场多晶硅太阳电池,PERC结构电池在开路电压Voc、短路电流密度Jsc、转换效率η方面分别提高了13 mV、1.8 mA/cm2和0.67%(绝对值),其转换效率达到17.27%。PERC结构多晶硅电池采用了常规丝网印刷工艺,有利于实现高效多晶硅电池的产业化生产,具有很高的实际意义。     

硅薄膜太阳电池的电致发光与Ⅰ-Ⅴ特性研究

研究了薄膜太阳电池电致发光特性,并运用AAA极太阳模拟器测试其I-V特性。采用高灵敏度光谱仪检测薄膜电池电致发光的光谱波长在860 nm之间,讨论其对 应禁带宽度为1.12 eV;运用制冷的CCD相机探测电致发光的EL 图像,分析不同的薄膜电池在相同偏 压80V下电致发光强度与其电性能的内在关系;研究不同偏压35 V\ 55 V\80 V下,电压、电流与薄膜电池的 EL发光强度正相关性;结果分析表明串联电阻太高对电压具有分压作用导致发光光谱强度 减弱,并联电阻 太低具有分流作用电致发光强度减弱,通过电致发光检测和电性能测试相结合可为硅薄膜电 池的工艺改进提供快速、准确的判断依据。     

多晶硅太阳电池的一维模拟计算

提出了多晶硅太阳电池的一维物理模型,并对其在AM1.5太阳光照下的电池的短路电流密度Jsc、开路电压Voc、填充因子FF和转换效率η进行了模拟计算,重点分析了多晶硅晶粒尺寸和电池厚度对n /p结构的多晶硅太阳电池性能的影响.模拟中主要引入载流子的有效迁移率和有效扩散长度两个物理量.模拟结果表明,电池效率在厚度50μm以内随厚度的增加而增大,当厚度大于50μm以后趋于饱和;当晶粒尺寸在100 μm以内时,电池特性随晶粒尺寸的增加而显著提高,晶粒进一步增大时效率趋于饱和,此时背面复合速率的影响变大.     

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池因具有成本低廉、转换效率高以及性能稳定等优点引起了人们的广泛关注。详细阐述了玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的两种典型结构、基本制备流程及其关键工艺对太阳电池性能的影响,还介绍了玻璃衬底制备多晶硅薄膜的直接制备技术、固相晶化技术、液相晶化技术和籽晶层技术以及玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的研究现状。由于薄膜太阳电池性能的好坏直接取决于薄膜的质量,所以关键工艺中的快速热退火和氢钝化能显著提高电池性能。然而,至今各种制备方法都不够成熟,不能规模化制备多晶硅薄膜,因此改进和发展现有多晶硅薄膜的制备技术是今后玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池研究的核心课题。     

太阳模拟器的新发展

太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理,论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式,如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析,总结了其发展趋势。     

n型晶体硅太阳电池光诱导衰减现象研究

基于n型晶体硅太阳电池,分析了经光辐照后电池各性能参数的变化,探究了n型晶体硅太阳电池光诱导衰减机理.使用工业化设备在大面积(156 mm×156 mm)n型单晶硅片上制备太阳电池.利用太阳光谱模拟仪对制备的太阳电池进行光照处理,对比各阶段太阳电池电性能参数.结果表明,光照时会导致太阳电池表面减反射膜SiN:H/Si界面处积聚大量固定电荷,增大界面态密度,破坏电池表面钝化层结构,导致开路电压和短路电流产生较大衰减,35 kWh/m2光辐照后n型硅太阳电池效率衰减3.6％.在380℃低温退火处理后电池效率基本可恢复到初始状态.内量子效率测试结果表明光辐照后电池短波区域响应减弱,前表面界面效应导致电池效率发生较大衰减.     

一种热真空环境下的GaAs太阳电池温度预测方法

GaAs太阳电池目前已广泛地应用于空间领域。太阳电池本质上为p-n结结构,性能受到温度的显著影响,故准确地预测空间的实际应用中太阳电池的温度有助于对其进行性能评估。空间用太阳电池的温度在热真空环境与太阳光谱辐射环境的双重作用下达到稳态。以少数载流子连续方程为基础,通过对电池热能与光谱辐射能的传输过程的研究,提出了一种预测GaAs电池温度的迭代求解方法。     

太阳光电供应链概况(1)太阳光电产业制程与技术发展趋势

现阶段太阳光电产业,80～90%主流产品为"结晶硅太阳电池".依据制程及成本结构可将供应链区分为多晶硅材(Polysilicon Material)、硅芯片(Wafer)、太阳电池(Solar Cell)、太阳电池模块(PV Module)与太阳光电系统(PV System)等五大项次产业,如图1所示.     

掺碳对杂质光伏硅太阳电池性能的影响

杂质光伏太阳电池是一种能够利用那些能量小于禁带宽度的太阳光子以提高电池转换效率的新型太阳电池。利用数值方法研究在硅电池中掺入碳杂质以形成杂质光伏太阳电池,分析掺碳对电池性能的影响。结果表明:利用杂质光伏效应掺入碳杂质能够增加子带光子的吸收,使得电池转换效率提高约2%;转换效率的提高在于电池的红外光谱响应的延展。由此可以得出:利用杂质光伏效应在硅电池中掺碳形成杂质光伏太阳电池是一种能够提高电池转换效率的新途径。     

等离激元共振增强多晶硅薄膜太阳电池性能研究

采用磁控溅射方法,在多晶硅薄膜太阳电池表面沉积了不同粒径大小的Au纳米粒子,利用粒径大小可调控的Au纳米粒子的局域表面等离激元共振增强效应(LSPR),对入射光中的可见光区域实现“光俘获”;采用UV-vis吸收光谱对LSPR进行了研究,结果表明,LSPR能够有效拓展Au纳米粒子的光谱响应范围(400～800 nm),并且,随着Au纳米粒子粒径的增大,LSPR共振吸收峰呈现出明显“红移”;同时,通过SERS表征,证实LSPR能够有效增强Au纳米粒子周围的局域电磁场强度;最后,多晶硅太阳电池的J-V特性曲线表明,当Au纳米粒子溅射时间为50 s时,多晶硅太阳电池光电转换效率(η)最高为14.8％,比未修饰Au纳米粒子的电池η提高了42.3％.     

LED太阳模拟器的研究

设计了一种新型太阳模拟器.该太阳模拟器是采用不同波长的LED复合成太阳光源来实现太阳光模拟的.使用软件对其进行了原理上的仿真并进行了验证性实验.实验表明该设计方案可行的.该LED太阳模拟器具有全光谱模拟太阳的功能,将打破现在普遍用的气体光源来模拟太阳的局部光谱的功能障碍,与同类系统相比,其优点是成本低、易于实现.