CdS/CdTe异质结太阳电池串联电阻的理论研究

串联电阻是太阳电池中一个附加的功率损耗．对太阳电池的转换效率、填充因子输出性能等均有较大影响，尽可能的减小串联电阻是提高太阳电池效率和性能所要求的。该文从理论上分析了太阳电池中串联电阻形成的各种因素，特别是对电池TCO层的薄层横向电阻做了较为详尽的理论分析，导出了TCO层薄层横向电阻的理论计算公式，并讨论了减小串联电阻的途径。并将计算值与实验结果进行了比较，两者符合较好。     

太阳电池串联电阻的解析解

太阳电池的串联电阻解析解及相应的I-V曲线可由实测的开路电压、短路电流及电压电流值从I-V方程直接得到,实测数据证明了该结论。     

浅析晶体硅太阳电池串联电阻及其测量方法

对晶体硅太阳电池串联电阻的构成进行了理论分析。介绍了几种测量串联电阻的方法和原理,并对每种测量方法的优缺点进行了比较。     

太阳电池效率与串联电阻的近似指数关系

太阳电池的串联电阻对其效率有显著的影响。呈近似指数关系。串联电阻对填充因子有重要的影响。串联电阻。对太阳电池的卜一v特性进行数值分析，证明效率和串联电阻由实测的开路电压、短路电流和效率可以简便地数值计算确定     

晶体硅太阳电池丝网印刷电极接触电阻及其测量

金属电极与硅的接触电阻是影响太阳电池填充因子和短路电流进而影响光电转换效率的重要因素之一，本文研究了晶体硅太阳电池丝网印刷烧结银电极与硅接触电阻及其测量。判断印刷烧结工艺的好坏。应在保证p／n结特性良好的前提下使接触电阻最小为最佳。     

微孔缺陷对晶硅太阳电池性能的影响研究

铸锭晶硅材料的微孔缺陷,是影响太阳电池光电转换性能的重要因素。本文对晶硅材料的微孔缺陷在电池工艺中的形态变化进行了研究,试验结果证实,该微孔缺陷是导致电池并联电阻降低的主要原因。本文利用透光测试技术分析了晶片中的微孔缺陷,结合激光扫描共聚焦显微(LSCM)技术对漏电区域的形貌进行分析研究,实验结果表明,微孔缺陷与电极重合将导致表面金属浆料的塌陷,是形成电池漏电的主要原因。     

背面点接触高效太阳电池的背电场与串联电阻

背面点接触结构提高了硅太阳电池的转换效率，开路电压Ｖｏｃ和短路电流密度Ｊｓｃ。针对背面点接触的电池结构，建立了倒棱台单元的模型，通过对背电场与体串障碍电阻分析，提出了体串联电阻的计算方法，给出背面点接触面积和间距的优化设计条件。     

柔性衬底微晶硅薄膜太阳电池研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了系列本征微晶硅薄膜材料和nip单结微晶硅太阳电池,研究了硅烷浓度、衬底温度和辉光功率等沉积参数与薄膜材料性能、薄膜电池性能三者之间的关系.拉曼光谱和器件测试结果表明:随硅烷浓度的增加,本征层晶化率逐渐减小,直至转变为非晶硅;沉积温度高于200℃时,电池性能严重恶化;随等离子辉光功率增加,材料晶化率保持不变,而电池开路电压逐渐增大,短波光谱响应逐渐增强.在此基础上,优化了单结微晶硅电池沉积参数,得到效率为6.48％ (AM0,25℃)的单结微晶硅薄膜太阳电池;并将其应用到非晶硅／微晶硅叠层电池中,在不锈钢柔性衬底上得到效率为9.28％( AM0,25℃)的叠层电池.     

基于溅射后腐蚀ZnO的单结微晶硅太阳电池中的陷光研究

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,研究衬底表面形貌和电学特性的变化对微晶硅单结太阳电池性能的影响。通过对不同腐蚀时间溅射ZnO∶Al衬底及基于此的微晶硅单结电池进行研究发现:衬底表面横纵特征尺寸可通过腐蚀时间进行有效调控,光电性能的权衡使其存在最优化衬底腐蚀时间,从而使微晶硅单结电池达到最大光吸收和高电学性能。对衬底陷光结构和电池工艺进一步调整,获得初始效率达10.01%的单结微晶硅薄膜太阳电池,将其应用到非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结叠层电池中,电池效率可达14.51%。     

晶硅太阳电池组件年输出性能的数值模拟

通过对实际过程的分析,建立了一套可描述一年中任意时刻晶硅太阳电池组件的电输出和温度特性的数学模型.对比验证实验证明了该文模型的可靠性:模型计算结果与实测结果吻合较好,能够正确反映出电池组件电输出和温度在实际气象条件下的变化趋势,温度的最大瞬时误差为19.0%,全天总电量输出的误差仅为1.4%.以北京地区作为算例,采用近二十年实测气象数据的统计值代人计算,结果表明随着安装倾角口的变化,北京地区单位峰瓦晶硅电池组件的年输出电量为0.95～1.11kWh,并在β=40°时出现最大值.月输出电量具体分布情况为夏季5～7月份占全年总输出电量的38%,冬季11～1月份约占14%,同时电池组件在夏季时的转换效率要低于冬季.     

单晶硅太阳电池背场欧姆接触的改善研究

采用磁控溅射在扩散工艺后的单晶硅片背面沉积了铝膜,对样品在600～900℃之间进行了快速热处理,利用四探针电阻测试仪、扫描电镜对热处理前后样品的电阻率、形貌等进行了表征,用半导体参数测试仪测量了样品的I-V曲线,计算了铝膜与硅片的接触电阻,并同步与印刷铝浆料样品进行了对比,研究表明,与丝网印刷工艺相比,溅射铝膜具有均匀细腻、电阻率低、接触电阻小等优点.     

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si O_x:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm²,达到38.5 m A/cm²,填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si O_x:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si O_x:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si O_x:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si O_x:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。     

非晶／微晶硅叠层电池中间层的研究进展

由于非晶硅光致衰退、微晶硅吸收系数低的原因,叠层结构电池成为提高电池效率和稳定性的有效途径.叠层电池各子电池较薄、太阳光的利用率较低,因此陷光结构在叠层电池中的作用尤其重要.具有绒面结构的前电极、叠层电池的中间层以及ZnO/Al或ZnO/Ag复合背电极共同组成硅薄膜太阳电池的陷光结构.中间层位于各子电池之间,作用是改变界面反射率,影响电池中光的传播路径.该文综述了叠层电池中间层的作用、要求以及此方面国内外的研究现状,并指出中间层研究中需要注意的主要问题和未来发展的趋势.     

晶硅太阳电池缺陷分析

介绍了晶硅太阳电池的电致发光(EL)效应和EL缺陷测试仪的工作原理,基于此总结了晶硅太阳电池的工艺缺陷类型并分析其来源,同时通过EL图像进行表征。通过概括不同EL图像的特点,分别对应缺陷类型进行了分析、讨论和总结,揭示了EL图像和晶硅电池缺陷之间的关系,从而有效地反馈生产过程中产生的缺陷类型,有利于生产工艺的改进和经济效益的提升。     

薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PECVD)技术制备非晶硅顶电池，采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF—PECVD)技术制备微晶硅底电池，初步优化研究了薄膜非晶硅／微晶硅叠层太阳电池顶电池与底电池的本征吸收层厚度匹配与电池电流匹配，以及氧化锌／金属复合背反射电极对电池的作用。研制出了面积为1．0cm^2效率达9．83％的薄膜非晶硅／微晶硅叠层太阳电池。     

超薄晶体硅太阳电池关键工艺及产业化研究

随着硅片切割技术的不断发展,越来越薄的晶体硅太阳电池成为降低太阳电池生产成本的重要途径之一.本文主要通过理论及实验方法对超薄晶体硅太阳电池制备的关键技术及产业化进行研究.本实验采用目前主流厚度为190μm、大小为125x125mm2的p型Cz单晶硅片为衬底,通过20％的NaOH溶液在不同时间下分别减薄,得到不同厚度(180μm、155μm、130μm、105μm和80μm)的硅片,然后分别采用常规工艺、背面局域接触电池制备工艺制备出不同厚度的电池.通过表征它们的反射率、I-V等性能,评价各种制备工艺的优劣,并提出产业化思路,为超薄晶体硅太阳电池产业化发展提供方案.     

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.     

APCVD技术在晶硅太阳电池中的应用研究

为研究APCVD制备p-n结技术在晶硅太阳电池中的应用,对APCVD的原理及实现方式进行了分析。调节温度及气体流量比例,对APCVD制备PSG进行实验对比,得出随着O_2与氢化物的比例的增大,沉积的膜厚先增大后减小,升高温度有助于加快PSG的沉积这一结论。结合APCVD的原理及实现方式对双面太阳电池制备的关键工艺高温共扩散进行方案设计,并进行相应的实验验证,完成了成品双面电池的制作,正面转换效率达到19.68%,背面转换效率为11.66%。     

氢等离子体处理钝化层对高效晶硅异质结太阳电池性能的影响

研究不同时间氢等离子体处理（HPT）氢化非晶硅a-Si:H（i）钝化层对高效晶硅异质结太阳电池（效率>23％）性能的影响。发现适当时间的HPT可改善钝化效果提升电池性能,但过长时间的HPT可导致薄膜钝化效果变差,有效少数载流子寿命降低。分析认为HPT时间过长,H原子进入到a-Si:H（i）薄膜层中,导致薄膜内部SiH₂增多,微结构因子（R）增大,薄膜质量变差。并且,适当时间的HPT改善太阳电池性能的幅度有限,而过长时间的HPT导致电池性能下降却很明显。因此,针对高效率的晶硅异质结太阳电池,应对钝化层沉积之后的HPT工艺进行谨慎控制。