晶体硅太阳电池的材料优化

介绍了通过掺杂稀土离子实现太阳光波上下量子剪裁和采用微纳米结构硅基材料增强光电流密度的方法来增强有效光子;设计了具有量子增强效果的pin硅基结构,p层表面制作黑硅高吸光结构,i层制作为量子点结构;并简述了通过梯度掺杂制结扩大、增强内电场从而增强光伏效应的原因。     

激光全掺杂制备太阳电池发射极的研究

采用波长532 nm的激光脉冲在n型单晶硅衬底上扫描预置的硼源,进行太阳电池发射极制备的研究。通过全激光掺杂获得方块电阻最低为30Ω/□的发射极,经过退火后少子寿命大幅度提升;在此基础上,初步制备的太阳电池的开路电压Uoc达到597 mV,转换效率为13.58%。研究表明,激光全掺杂是制备太阳电池发射极的有效方法。     

多层有机薄膜太阳电池的结构优化

针对由CuPc/PTCDA/C60组成的3层有机薄膜太阳电池结构,基于光学干涉效应以及激子扩散理论,研究光波在多层薄膜中的传输特性,深入分析限制有机光伏效率的光吸收和激子扩散两个主要过程。利用Matlab软件从理论上对该结构中各层有机薄膜的厚度进行优化,从而可提高电池的外量子效率和光生电流密度,得到CuPc(4 nm)/PTCDA(23 nm)/C60(67 nm)的最佳膜厚组合,使得外量子效率达到34.67%,光生电流密度为0.1417 A/m2,稳态激子浓度分布显著增加,而未经优化的电池结构的外量子效率为9.7%,光生电流密度为0.1291 A/m2。     

n型TOPCon太阳电池PECVD路线磷活性掺杂技术的改善研究

针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题,通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示：1)采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的多晶硅磷活性掺杂浓度平均值比采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的高2.19×1020/cm3;2)钝化效果方面,相较于采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片,采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的隐性开路电压和隐性填充因子分别高5 mV和0.42%;3)在采用变磷烷流量原位掺杂工艺的前提下,相较于采用常规退火工艺制成的太阳电池,采用磷沉积退火工艺制成的太阳电池的开路电压提高了3 mV,短路电流提高了0.02 mA,填充因子提高了0.54%,并联电阻增加了10Ω,光电转换效率提升了0.14%。采用PECVD技术路线制备TOPCon太阳电池时,变磷烷流量原位掺杂工艺搭配磷沉积退火工艺有明显的提升太阳电池光电转换效率的效果。     

n型铝背结太阳电池的前面场优化研究

主要研究了n型铝背结太阳电池前面场对电池效率的影响,前面场浓度与扩散深度的优化明显提高了n型电池的短波响应,在实验中采用了低成本工艺路线,采用PECVD沉积SiN x替代高温热氧化形成的SiO2与PECVD沉积SiN x叠层膜作为钝化减反射层。文中通过PC1D模拟与实验结合的方法得到前表面场的最佳掺杂浓度与掺杂深度,研究发现n型电池前面场与p型电池背面场有明显差异,p型电池背面场掺杂浓度越高得到的效率就越高,而n型电池前面场掺杂浓度在合适范围内才能有效提高电池效率。最终经过优化得到的电池效率达到19.25%,开路电压为641 mV,短路电流为8.91 A,填充因子为80.53%。     

太阳电池用共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构及性能

采用直流磁控溅射法在室温条件下制备出Al,Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜.用XRD和SEM分析和观察了薄膜的组织结构和表面形貌,着重分析了靶基距对薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明,制备的Al,Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜为具有C轴择优取向、六角纤锌矿结构的多晶薄膜.靶基距对Al,Zr共掺杂Zn0透明导电薄膜的结构和...     

电化掺杂制作太阳电池的物理机理

本文讨论了在硅中进行电化学掺杂过程的物理解释。用氧化物、络合物发生二次离解来说明半导体附着在电解系统的阴极或阳极上时同样产生杂质注入效应的原因。离解效应借助于外场的作用,而注入杂质最根本的取决于液体和固体之间的位垒,同电极的正负关系不大。本文还讨论了使杂质离子通过辐射退火过程,求得太阳电池p-n结的期望深度。     

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(3)

<正>2014年5月在国内钙钛矿太阳电池学术会上,武汉大学物理学院方国家小组报道,其研制的CH_3NH_3PbI_3-xCl_x钙钛矿电池效率达到16.02%[10]。钙钛矿电池与传统商业电池叠层已取得初步进展。美国加州斯坦福大学McGehee M小组报道,其研制的钙钛矿/CIGS叠层电池效率达到18.6%。他们的CIGS电池效率已达17%,叠层电池效率提高不多的原因,可能是由于钙钛矿电     

硅太阳电池材料的研究进展

目前各种太阳电池材料中，硅是最主要的材料。文章简要介绍单晶硅、多晶硅、带状硅、非晶硅以及多晶硅薄膜材料的研究状况，并对有关问题和太阳电池材料的发展趋势进行了讨论。     

太阳电池材料的极限参数

本文从能带理论出发,讨论了各种太阳电池材料的光电转换极限参数。依据普遍采用的AMO和AM1.5太阳光谱数据,用电子计算机计算了各种太阳电池材料所能获得的极限光电流密度、极限输出功率密度和极限光电转换效率。最后列表讨论了硅(包括非晶硅)、砷化镓、硫化镉、磷化铟等数种重要光电材料的极限参数。     

用于高效级联太阳电池的ZnSe材料研究

研究了用于高效Znse／GaAs/Ge(硒化锌绅化镓／锗)级联太阳电池顶电池的ZnSe材料。用MBE技术制备了ZnSe p-n结样品，测量了其外量子效率；提出了改进ZnSe顶电池性能的方法；分析了ZnSe／GaAs／Ge结构比GaInP／GaAs／Ge结构的优越之处。     

激光掺杂形成硼背场PERL硅太阳电池的研究

研究两种激光器(绿光纳秒调Q激光器和准连续紫外高频锁模激光器)对PERL太阳电池的背面掺硼的效果。通过分析扫描电子显微镜(SEM)、电化学ECV曲线和少子寿命的数据,确定合适的激光器及激光参数。继而研究烧结温度对太阳电池性能的影响。综合分析电池的反射率、内量子效率、电性能参数及烧结后铝硅接触的SEM剖面图,得到最优烧结温度。研究发现用准连续紫外高频锁模激光器(7 W,250 mm/s)进行激光掺硼、以630℃烧结,所得电池效率最高可达19.90%。     

背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响研究

研究背面结构对铝背发射极n型单晶硅太阳电池的影响,提出背面抛光结构铝背发射极n型单晶硅太阳电池的制备方法。使用少子寿命测试仪、扫描电镜(SEM)、量子效率测试仪及太阳电池测试仪对电池的表面复合速率、微观结构、量子效率和电性能进行测定。结果表明:对铝背发射极n型单晶硅太阳电池,背面抛光结构优于背面金字塔绒面结构,背面抛光结构可降低电池背面的复合速率、改善p-n结质量、提高量子效率,使电池转换效率提高0.34%。     

TOPCon太阳电池中多晶硅层磷掺杂工艺的优化及其对电性能的影响

随着光伏行业的飞速发展,PERC太阳电池技术已无法满足太阳电池光电转换效率的进一步提升,TOPCon太阳电池因具有高光电转换效率,被认为是下一代太阳电池技术的可选方案。针对TOPCon太阳电池的多晶硅层的磷掺杂量、推进温度及推进时间对多晶硅层、硅衬底中磷掺杂特性及电性能参数的影响进行了研究。研究结果显示：在隧穿氧化层及多晶硅层厚度分别设定为1.5和130.0 nm的条件下,磷掺杂参数设置为通源流量为1400 sccm、通源时间为25 min、推进温度为880℃、推进时间为30 min时,既保证了钝化效果,也保证了欧姆接触和寄生吸收在合理的区间,TOPCon太阳电池的光电转换效率达到了最大值,为24.48%。     

钙钛矿敏化太阳电池制备工艺的优化研究

近年来,有机金属卤化物钙钛矿太阳电池因制备条件温和、光吸收强、能耗低、光电转化效率高等优点成为备受瞩目的研究热点。本文采用一步法制备钙钛矿材料甲胺碘化铅（CH3NH3PbI3）,并以廉价的聚（3-己基噻吩） （P3HT）为空穴传输材料在大气环境下制备钙钛矿敏化太阳电池。其中,通过调控TiO2浆料与松油醇、乙基纤维素的配比,分别制备具有250 nm、600 nm和1 000 nm三种不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极,并系统考察钙钛矿前驱体溶液旋涂量对敏化电极结构形貌及光吸收性能的影响。太阳电池光电特性测试结果表明：当TiO2多孔层厚度为600 nm、钙钛矿前驱体溶液的旋涂量为40 μl时,CH3NH3PbI3能够较为完全地覆盖在多孔TiO2的表面,且钙钛矿材料的晶粒尺寸合适,TiO2孔道结构未被堵塞,有利于空穴导体的填充以及空穴的转移与传输,优化后的太阳电池光电转化效率达到5.17%。