晶硅衬底参数对背接触太阳电池性能的影响

利用Silvaco-TCAD半导体器件仿真软件对n型插指背接触(IBC)晶硅太阳电池衬底参数进行了优化,全面系统地分析了晶硅衬底厚度、电阻率、少子寿命对IBC太阳电池量子效率、短路电流、开路电压、转换效率的影响.结果表明:晶硅衬底少子寿命是影响IBC太阳电池性能的最主要因素.少子寿命越高,电池转换效率越高.当晶硅衬底电阻率为2Ω·cm,少子寿命为500 μs时,最优的衬底厚度范围为60～65μm,IBC太阳电池转换效率约为22.5％.利用高质量晶硅材料制备IBC太阳电池时,可降低对衬底厚度的要求.当晶硅衬底厚度为150 μm、少子寿命为500μs时,最优衬底电阻率为0.3 Ω·cm,IBC太阳电池转换效率约为23.3％.少子寿命越低,IBC太阳电池最优的衬底电阻率越大.     

背接触太阳电池发射区设计及可靠性研究

利用Silvaco-TCAD仿真软件全面系统地分析了不同发射区表面浓度和结深对n型插指背接触(IBC)太阳电池短路电流、开路电压、填充因子及转换效率的影响.借鉴双极半导体器件抗二次击穿技术,详细分析了不同发射区结深、发射区边缘刻蚀技术和发射区边缘选择性掺杂技术对IBC电池热击穿特性的影响.结果表明:发射区表面浓度越大、结深越深,IBC电池效率越高.当发射区表面浓度为5× 1020 cm-3、结深为1 μm时,转换效率高达23.35％.同时,深结发射区也有助于改善IBC电池的热击穿特性.发射区边缘刻蚀结构不具有改善IBC电池热击穿特性的作用,而发射区边缘选择性掺杂结构可有效改善IBC电池的热击穿特性,从而提高IBC太阳电池组件的可靠性.     

前结背接触晶硅太阳电池发射区研究

利用Silvaco-TCAD仿真软件全面系统地分析了发射区表面浓度(cE)、结深(xj)及发射区覆盖比率(EF)对P型前结背接触晶硅太阳电池输出特性的影响。结果表明:基于常规低成本P型晶硅衬底(利用直拉法生长,电阻率为1.5?·cm,少子寿命为10μs)的前结背接触太阳电池,其上表面发射区表面浓度及结深对太阳电池的输出特性产生显著影响。上表面发射区表面浓度和结深越大,短波入射光外量子效率越小。当上表面发射区表面浓度为1×1019 cm–3,结深为0.2μm时,电池效率高达20.72%。侧面和下表面发射区表面浓度及结深对太阳电池输出特性的影响较小。但侧面和下表面发射区覆盖比率对太阳电池的输出特性产生显著影响。侧面和下表面发射区覆盖比率越大,太阳电池外量子效率和转换效率越高。     

聚光背结背接触太阳电池衬底电阻率和光强的优化研究

利用TCAD半导体器件仿真软件对中低倍聚光光伏系统中应用的N型插指背接触(Interdigitated Back Contact,IBC)单晶硅太阳电池的电学性能进行了仿真研究,全面系统地分析了不同衬底电阻率和光强对电池短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响。结果表明:IBC太阳电池的电学性能受到衬底电阻率和光强的显著影响。当光强较小(0.1 W/cm~2)时,随着衬底电阻率的增大,IBC太阳电池转换效率随之降低,最优的衬底电阻率为0.5?·cm。当光强较高(0.5~5 W/cm~2)时,随着衬底电阻率的增大,IBC太阳电池转换效率随之增大,最优的衬底电阻率为3?·cm。当光强进一步增大(10~50 W/cm~2)时,随着衬底电阻率的增大,IBC太阳电池转换效率呈现出先增大后减小的变化特点,最优的衬底电阻率为2?·cm。     

n型异质结背接触太阳电池前表面的场钝化

利用Silvaco-TCAD仿真软件建立二维模型,对n型异质结背接触(HBC)单晶硅太阳电池前表面场进行模拟研究。通过在n型单晶硅衬底正面分别引入一层较薄的本征非晶硅层和一层n+非晶硅层对电池前表面进行高质量的场钝化,分析了n+非晶硅层的厚度和掺杂浓度以及本征非晶硅层的厚度和带隙宽度对电池电学性能的影响。模拟结果表明:当n+非晶硅层厚度小于6 nm,掺杂浓度为1×1019 cm-3,本征非晶硅层的厚度为3 nm,带隙宽度大于1.5 eV时,电池前表面实现了良好的场钝化效果,HBC太阳电池获得了24.5%的转换效率。     

背接触太阳电池的背面设计优化

利用quokka3仿真软件建立三维模型,对n型叉指背接触(IBC)单晶硅太阳电池的单元电池结构设计和栅线参数进行了仿真优化,并通过激光和丝网印刷进行了实验验证.实验结果表明,在不同IBC单元电池结构设计下,当p+发射区与n+背表面场区的宽度比值为4时,IBC太阳电池效率比宽度比值为2.3时的高0.11％.可通过减小单元...     

CdS/CuInSe2多晶薄膜太阳电池参数分析

利用Rothwarf模型,通过理论计算,讨论了多晶CdS/CuInSe2薄膜太阳电池的掺杂浓度、厚度和晶粒尺寸对太阳电池转换效率的影响.结果表明太阳电池的吸收层掺杂浓度存在一个最佳值;晶粒半径、太阳电池厚度对电池效率有显著影响,但达到一定值后,对效率的影响可以忽略.     

N型背发射极晶体硅太阳电池模拟研究

N型晶体太阳电池由于少子寿命高、光致衰减低、弱光响应好等优点,近年来在高效率低成本太阳电池领域一直备受关注。利用PC1D模拟,对N型背发射极晶体硅太阳电池进行了分析。结果表明,背发射极掺杂浓度、结深、背表面复合速率、前表面掺杂浓度及复合速率都对电池转换效率有较大影响,尤其是电池前表面与背表面复合速率对电池性能的影响最为明显,而电池前表面场掺杂深度则对电池性能影响较小。对于前表面复合来说,当前表面复合速率小于1×103cm/s时,电池性能受表面复合速率变化的影响很小;但复合速率超过1×103cm/s后,电池转换效率快速下降。背表面复合对电池效率影响则更明显,当背表面复合速率超过1×104cm/s后,电池转换效率急剧下降,在背表面复合速率增大到1×106cm/s时,电池效率下降到不足5%,而在电池背表面复合速度较小时(10~103cm/s)则可获得较高的转换效率。     

低成本、高效率晶硅太阳电池的研究

晶硅太阳电池的发展仍然以降低成本、提高效率为主题,围绕这一主题发展出来各种电池结构。文章概述了目前几种转化效率超过20%并且可实现低成本的电池结构,这些电池包括异质结本征薄层(HIT)电池、叉指状背接触(IBC)电池、金属绕通(MWT)电池及发射区绕通(EWT)电池。通过对这几种电池结构的利弊进行分析讨论,总结了各类电池制备所面临问题以及可能的解决方案,为今后低成本、高效率太阳电池的研究提供一些有益的借鉴。     

体内和表面复合中心对单晶硅太阳电池电学性能的影响

利用TCAD半导体器件仿真软件详细地分析了体内和表面复合中心对产业化P型单晶硅太阳电池电学性能的影响。重点分析了当复合中心存在于太阳电池体内和表面时,电池内量子效率、暗电流及转换效率的变化特点。结果表明:对于单晶硅太阳电池,存在体复合中心临界密度(≈1×10~(13) cm~(–3))和表面复合中心临界密度(≈1×10~(12)cm~(–3))。当体内和表面复合中心密度分别小于其临界密度时,复合中心对太阳电池内量子效率、暗电流、短路电流密度、开路电压及转换效率的影响较小。但当体内和表面复合中心密度大于其临界密度时,随着体内和表面复合中心密度的增大,太阳电池电学性能随之显著降低。     

对系统可用性三个层面的研究

从装备效能保障切入,通过对装备使用效能的逻辑分析,揭示了在效能保障过程中系统可用性对用户和研制者双方的重要性。然后针对领域装备,将系统可用性划分为3个层次,即操作层、任务层和资源层,对其进行了研究,解释了各层的具体内容,并着重指出了资源层可用性的系统意义和重要性。     

Solar cell efficiency tables (version 35)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since July 2009 are reviewed. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (version 47)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined, and new entries since July 2015 are reviewed. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (version 42)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined, and new entries since January 2013 are reviewed. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (version 41)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined, and new entries since June 2012 are reviewed. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (Version 32)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since January 2008 are reviewed. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Radiative efficiency of state‐of‐the‐art photovoltaic cells

Maximum possible photovoltaic performance is reached when solar cells are 100% radiatively efficient, with different photovoltaic technologies at different stages in their evolution towards this ideal. An external radiative efficiency is defined, which can be unambiguously determined from standard cell efficiency measurements. Comparisons between state‐of‐the‐art devices from the representative cell technologies produce some interesting conclusions. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (version 24)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since January 2004 are reviewed. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (Version 38)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since January, 2011 are reviewed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Solar cell efficiency tables (Version 34)

Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently confirmed efficiencies for solar cells and modules are presented. Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since January, 2009 are reviewed. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.