石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的研究进展

太阳能电池利用光伏效应直接将光能转变成电能,能有效地解决未来能源危机和环境污染,符合可持续发展的理念.传统的硅基太阳能电池存在需要高温过程,工艺复杂,发电成本无法与火电和水电相抗衡等问题.针对上述问题,近年来研究人员开发了诸多新型太阳能电池以降低制造成本,其中采用石墨烯作为透明电极的石墨烯/硅肖特基结太阳能电池被认为是新一代低成本、高效率的太阳能电池.然而,石墨烯功函数较低、方阻较高,载流子沿界面复合严重,并且平面硅反射率较高,导致石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的效率远低于传统硅基太阳能电池.因此,近年来,主要研究重点在石墨烯掺杂改性、抑制界面处的载流子复合和降低器件的反射率等方面.目前,石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的光电转换效率(PCE)已由1.65％提升到16.61％.目前,成功应用于提升器件性能的石墨烯掺杂剂主要有HNO3、金属纳米粒子和双(三氟甲磺酰基)酰胺(TFSA)等.其中,HNO3应用最为广泛,但其稳定性较差,采用金属纳米粒子等物理掺杂可以同时提升器件的PCE和稳定性.在石墨烯和硅之间引入Al2 O3、MoS2、量子点等界面层和表面钝化,可以有效地减少硅表面的悬空键,抑制载流子复合,从而提高器件的性能.此外,研究人员通过在石墨烯表面引入TiO2、PMMA、MgF2/ZnS等减反射膜,或在硅表面引入纳米线、多孔硅等微结构,来降低器件的反射率,提高其对光的利用率.本文总结了近年来石墨烯/硅太阳能电池的研究进展,简要介绍了器件的结构和原理,重点介绍了石墨烯掺杂、石墨烯层数选择、硅的纳米或微米结构、减反射膜和界面优化等手段,分析了目前石墨烯/硅肖特基结太阳能电池商业化所面临的问题并对其提出展望,以期为制备效率高和稳定性强的新型石墨烯/硅肖特基结太阳能电池提供一定参考.     

稀土铕掺入多孔二氧化硅减反射膜对太阳能电池效率的影响(英文)

稀土元素铕通过溶胶凝胶法掺入到多孔二氧化硅制成的减反射膜层中,并被用来提高硅太阳能电池的转换效率.在标准测试条件下,和用超白钢化玻璃相比较,该掺入铕的二氧化硅减反射薄膜使太阳能电池的效率提高了9.5%.     

溶胶-凝胶法制备光学减反射膜的研究进展

减反射膜可以有效降低光在传播过程中的损耗,应用在太阳能电池中能有效提高能量利用效率。减反射膜是一层折射率介于空气和基板之间的光学薄膜,能减少或消除光学元件表面的反射光,从而增加透光量,因此在光学研究中占有重要地位。溶胶凝胶法是当前材料制备的重要手段之一,与其他方法相比具有产物均匀、反应温度低、可调控性强等显著优点,是制备减反射膜的理想方法。本文介绍了溶胶-凝胶法制备减反射膜的原理,综述了近年来溶胶-凝胶法制备减反射膜的研究进展,特别是对溶胶-凝胶法制备的三类典型减反射膜作了深入讨论,总结了各种不同结构的优缺点,展望了溶胶-凝胶制备减反射膜的前景和面临的挑战。     

硅基薄膜多结太阳能电池的结构、制备技术及其效率优化的研究

综述了硅基薄膜多结太阳能电池的制备技术及进展,介绍了电池中间层、隧穿结、高倍聚光以及直接键合等硅基多结太阳能电池的各种新型制备技术。其次,评述了硅基多结太阳能电池在结构方面的研究现状。最后,针对带隙匹配、本征层以及减反膜等方面优化硅基多结太阳能电池效率的研究做了展望。     

氮化硅减反射膜制备工艺对组织结构及折射率影响的研究

太阳能电池是一种清洁能源,近年来发展迅猛。减反射膜能大幅减少太阳能电池对光线的反射,从而提高电池光电转化率。为优化减反射效果,减反射膜设计多样,包括单层膜、双层膜、三层膜和多层膜,膜层不同对薄膜材料的折射率要求不同。氮化硅薄膜是一种优秀的硅基太阳能减反射膜,其折射率在1.78～2.5之间,调控范围广。本文采用脉冲激光沉积法制备氮化硅减反射膜,研究不同工艺参数对硅片上沉积的氮化硅薄膜性能的影响。     

国内外科技信息

正高硼硅玻璃减反射技术达到国际先进水平近日,依托北京市太阳能研究所集团有限公司建设的"北京市太阳能热利用工程技术研究中心"自主研发的"高硼硅玻璃减反射技术"达到国际先进水平。该工程中心利用自主研发的高硼硅玻璃溶胶凝胶减反射技术,制备出膜层折射率与基底玻璃完全匹配的闭孔减反射膜,解决了酸催化溶胶透过率低、衰减快、碱催化溶胶耐磨性差及膜层亲水发     

硅基单结太阳能电池的制备技术、缺陷及其性能的研究

首先综述了硅基单结太阳能电池的分类、制备方法及进展,介绍了化学气相沉积法、液相外延法(LPPE)、金属诱导结晶法(MIC)、磁控溅射法以及分子束外延法等各种硅基太阳能电池的制备方法,阐述了各种制备工艺的优缺点。其次,总结了单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池在组织结构、缺陷方面的研究现状。最后,对硅基太阳能电池的机械、电学、光学以及光电性能等方面的研究进展做了论述。     

硅膜制备

介绍了两大类硅膜的制备方法:物理方法与化学方法,其中包括物理方法中的电子束物理气相沉积技术(EB-PVD),目前该技术在国内应用比较少,所以对其工作原理、薄膜质量的影响因素等作了重点介绍.此外还介绍了磁控溅射法、化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积、热丝化学气相沉积法等硅膜制备方法的基本原理及特点,并对它们的优缺点进行了比较.     

用化学腐蚀制备多孔硅太阳电池减反射膜的研究

采用HF HNO3溶液化学腐蚀 ,在硅片上制备减反射效果优良的多孔硅太阳电池减反射膜 ,借助原子力显微镜 (AFM)和X光电子谱 (XPS)对其表面形貌和成分进行观察 ,发现该膜与电化学阳极腐蚀得到的多孔硅具有相似性 ,其主要成分为非化学配比的硅的氧化物SiOx(X <2 )。采用带积分球的光度分光计 ,测得形成多孔硅减反射膜后 ,硅片表面反射率大大下降 ,,在波长 330～ 80 0nm范围反射率只有 1 5～ 2 9%。研究指出这种强减反射作用 ,与多孔硅具有合适的折射率及其多孔特性的光陷阱作用有关     

无机纳米晶/共轭聚合物太阳能电池光敏层制备方法及微观形貌调控

相比硅太阳能电池,无机纳米晶/共轭聚合物太阳能电池因其兼备有机/无机杂化的优点,而近年来一直是国内外广泛关注的热点之一.文中对目前该种太阳能电池光敏层的各种微观形貌、制备方法及研究进展进行了综述.详细介绍了无机纳米晶/共轭聚合物光敏层的三种制备方法,即物理共混法、化学键合式共混法和原位法.同时着重关注了无机纳米晶/共轭...