太阳电池器件参数提取的一种简单方法

为了较为简洁高效准确地获得串联电阻R_s、并联电阻R_(sh)、品质因子m、反向饱和电流J_0和光生电流J_(ph)等器件参数,提出一种利用太阳电池伏安特性曲线(J-V曲线)提取这些器件参数的简单方法。利用实验制备的几组铜铟镓硒(CIGS)太阳电池的J-V曲线数据进行实例器件参数提取,并验证该方法具有的较高的准确性。此外,还将这几组铜铟镓硒太阳电池和国外高效率铜铟镓硒太阳电池进行对比,发现电池之间效率相差较大的原因。     

聚乙二醇对PTB7：PC70BM太阳电池的影响

对以PTB7:PC_(70)BM为体系的聚合物太阳电池(BHJ)的阳极修饰层PEDOT:PSS中掺杂聚乙二醇(PEG)的方法进行研究,发现阳极修饰层中掺杂不同浓度的PEG后,器件的各项性能均有所提升。通过电流电压(I-V)测试、电容-电压(C-V)测试、外量子效率(EQE)测试、及不同浓度PEG下PEDOT:PSS的电导率的测量发现,在PEDOT:PSS中掺杂体积比为1%的PEG时,太阳电池器件的填充因子(FF)、短路电流(J_(sc))等有明显提升。其光电转换效率从5.88%升至6.48%,比基础器件提高10%。     

利用开路电压测量太阳电池外量子效率

首先利用太阳电池光照下的J-V特性,推导短路电流密度Jsc、开路电压Voc与光照面积和总面积的比值AΦ/AT之间的关系,分析利用短路电流密度测量外量子效率EQE(λ)SC的误差来源。并利用J-V特性将开路电压Voc表示的外量子效率EQE(λ)OC与常规利用短路电流密度Jsc表示的外量子效率EQE(λ)SC利用fEQE因子相关联。最后,测量不同面积晶体硅太阳电池的EQE(λ)OC、EQE(λ)SC并与PC1D模拟的EQE(λ)SCPC1D曲线进行对比,得到相应结论。该测试方法对提高太阳电池量子效率测试的准确性具有一定指导意义。     

基于ZnO纳米纤维的新型有机无机太阳电池

通过静电纺丝技术制备电子迁移能力高的N型ZnO纳米纤维,得到纳米点、纳米线、纳米带和纳米网等结构,对各结构的纳米纤维形貌进行表征和分析。将不同形态的N型ZnO纳米纤维和给体聚合物材料共混制备有机无机复合太阳电池,结构为FTO/ZnO nanofibers∶P3HT/MoO_3/Ag。发现只有纳米网状结构较适合此太阳电池的应用。经过电池工艺条件优化,此纳米纤维电池效率可达3%,成本较纯有机电池降低近50%。     

不同ZnO/Cu2O异质结电池的光伏性能

采用电化学沉积法,分别制备薄膜/薄膜型(薄膜型)和薄膜/纳米线型(复合型)Cu2O/ZnO异质结太阳电池,并通过光吸收谱和电流-电压谱测试两类太阳电池的性能。研究发现,与薄膜型异质结太阳电池相比,复合型电池具有更高的电池转换效率。通过对两种不同太阳电池的结构表明,增大PN结面积和改善异质结界面性质是提升该类异质结太阳电池性能的重要途径。     

MoO3界面修饰提升刮涂钙钛矿太阳电池性能

在空穴传输层Spiro-OMeTAD和Ag电极之间引入三氧化钼(MoO₃)空穴修饰层,并研究其对空气中刮涂的钙钛矿太阳电池光伏性能的影响,结合导电性测试、稳态光致发光光谱和水接触角测试等探究其影响机制。实验和测试结果表明MoO₃可提升空穴传输能力和减小界面电阻,同时对下方的Spiro-OMeTAD及钙钛矿起到保护作用,可减缓空气中水氧侵蚀。基于MoO₃界面修饰层的在空气中刮涂制备的钙钛矿太阳电池光电转换效率由15.14%提升至18.30%,尤其是填充因子的平均值由60%提升至76%,电池稳定性得到改善,未封装电池在400 h后仍保持初始效率的90%。     

基于CuInS2量子点的介孔太阳电池

采用预合成法合成铜铟硫(Cu In S2)量子点并将其应用于介孔太阳电池中。利用紫外可见吸收光谱、XRD和TEM等表征手段深入研究氧化物、硫化物、硒化物等不同包覆层对Cu In S2量子点敏化太阳电池性能的影响。结果表明,硫化物包覆层对Cu In S2量子点敏化太阳电池具有较优的性能,尤其是Cd S包覆,电池短路电流密度为13.6 m A/cm2,光电转换效率达到2.67%。最后探索Cu In S2量子点在有机-无机杂化钙钛矿太阳电池中的应用,其作为空穴传输材料,电池效率可达6.57%。     

非晶孵化层对高速生长微晶硅电池性能的影响

采用高压高功率的甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,以不同的反应气体总流量制备出沉积速率大于1nm/s、次带吸收系数(α0.8eV)小于2.5cm-1且具有相同晶化率的本征微晶硅薄膜,然而将其应用在微晶硅电池中时,电池性能却有明显差异.通过对微晶硅电池的光、暗态J-V,量子效率(QE)和微区拉曼(Raman)测试发现,微晶硅薄膜中非晶孵化层厚度的不同是引起电池性能差异的主要原因.反应气体总流量较低时沉积的微晶硅薄膜具有较厚的非晶孵化层,阻碍了载流子的输运,使电池的长波光谱响应下降,从而降低了电池的短路电流密度与填充因子;而增加总气体流量,有效减小了微晶硅薄膜中的非晶孵化层的厚度,从而使电池性能得到改善.最后在总气体流量为500sccm时,制备得到沉积速率为1nm/s,效率为7.3%的单结微晶硅太阳电池.     

一种计算太阳电池反向饱和电流密度和理想因子的新方法

介绍一种计算太阳电池的反向饱和电流密度J_0和理想因子n的新的实验方法。该方法以二极管模型为基础,通过改变光强作为变量,测量电池的J-V曲线。通过对不同光强下的J-V测试进行综合分析,对不同条件下电流密度Jsc与开路电压V_(oc)的变化趋势进行拟合,得出J_0和n的计算结果,同时对不同工作温度下的J_0和n进行推广。数据分析表明,该方法与传统暗特性方法相比,可很大程度上减小电阻对两者带来的影响,且得到的结果更具有参考价值。     

TiO_2/SiO_2双层减反膜在太阳电池上的应用

利用二氧化硅(SiO_2)对太阳电池表面的钝化作用,对传统的二氧化钛(TiO_2)单层减反膜进行了改良.基于理论模拟分析了光反射率随膜层(TiO_2/SiO_2)厚度变化规律,结合实验上SiO_2最佳厚度经验值,制备了晶体硅太阳电池(即TiO_2/SiO_2/Si),并和SiN_x/Si结构的晶体硅太阳电池相比较.分别测试了少子寿命、反射率、电性能参数等,结果表明这种改良后的TiO_2减反膜也可以取得很好的减反效果和钝化效果.镀有TiO_2,SiO_2双层膜与SiN_x减反膜绒面晶体硅片的积分反射率分别为4.9%和3.9%;使用以上两种不同减反膜制备的太阳电池的开路电压均可达到0.62V.可见这种TiO_2双层膜有望在将来的生产中得到具体应用.     

氧化钼在半透明双面钙钛矿太阳电池中的应用

研究双面钙钛矿太阳电池正极窗口叠层MoO_3/ITO(氧化钼/掺锡氧化铟),通过蒸镀法沉积制备具有不同厚度的氧化钼(MoO_3)缓冲层。结合PV Lighthouse模拟计算,系统分析MoO_3缓冲层对太阳电池光电性能的影响。得益于电子传输层的宽禁带和MoO_3/ITO的减反效果,当光从玻璃衬底(SnO_2电子传输层)一侧入射时电池的短路电流密度较高。实验表明当MoO_3缓冲层厚度在10～15 nm时,钙钛矿太阳电池填充因子和短路电流密度达到最佳值,此时电池光电转换效率最高,电池的双面率为69.5%。     

碘三离子后处理对钙钛矿太阳电池的影响研究

采用碘三离子(I₃^-)作为提升钙钛矿太阳电池性能的界面修饰材料，对钙钛矿体相及上层空穴传输材料的接触界面进行修饰和改性，钝化光活性层上表面缺陷，以优化光电转换器件的转换效率。由反溶剂法和后处理的形式，制备平面异质结电池，运用该界面钝化策略改善后的器件效率达到18.9%，且电池的稳定性也得到增强，600 h后仅有5%的性能衰减。通过物相和光电性质等表征与测试，系统地研究电池的形貌及性能参数，探究不同浓度的I₃^-对器件性能的影响作用和机理。研究发现，该缺陷钝化策略对钙钛矿膜层进行处理后，能有效改善钙钛矿材料的结晶性，减少其表面陷阱态缺陷，降低钙钛矿与空穴传输层的载流子界面传输势垒，且I₃^-与钙钛矿能形成钝化层，起到隔绝水氧的作用，使其稳定性得到改善。     

金属氧化物多层膜晶体硅太阳电池的背场研究

在n-Si与金属电极之间插入电子选择性材料Ca和Cs_2CO_3、LiF_x,可有效降低接触电阻和界面复合,该文研究Ca和Cs_2CO_3、LiF_x作为背场在氧化钨金属多层膜(WAW)/n-Si太阳电池中对电池性能和稳定性的影响。3种电子选择性材料中,2 nm的LiF_x对电池转换效率的提升最高,稳定性最好。对WAW/n-Si/LiF_x太阳电池R_s的各部分组成进行提取和分析,表明LiF_x/n-Si的接触电阻和LiF_x/Ag接触电阻仅占总串联电阻的0.2%,背场工艺得到最佳的优化。将LiF_x做为背场应用于氧化钒金属多层膜背接触晶体硅(MLBC)太阳电池中,达到19.02%的转换效率,而且用环氧树脂封装的MLBC太阳电池放置在空气中表现出极好的稳定性。     

新的液体太阳电池

普通固体太阳电池可以为生活和生产供电,为了解决夜晚和阴雨天的供电问题,它还需要与蓄电池组连用。这种太阳电池系统的致命弱点是使用寿命短。新型液体太阳电池能完满地解决夜晚和阴雨天的供电问题。它和固体太阳电池好似一对孪生姊妹,也是由半导体材料制造的。把这种半导体浸泡在装有化学溶液的电池槽中,作为太阳电池的一个电极,即光电极板。在光照作用下,光电极板表面发生化学反应,生产出的电子经外电路流到反电极中,从而对负载做功。电子从反电极进入电解液,这样就完成了一个周期的循环。电池材料不同,电子的流动方向也不同(可能是由反电极经外电路流人光电极)。电池槽内电解液既     

光伏窗口

●美国加州大学在薄膜聚合物方面取得进展这种做在塑料(聚合物)上的太阳电池,制造成本可降至传统太阳电池的10％-20％。这种将单层塑料夹在电极之间的电池很适合于大量生产。主持这项工作的杨教授称,目前电池效率达4.4％,是已知这类电池中最高的。最终的目标是达到15％     

最佳缓冲层下微晶硅薄膜pin型太阳电池的数值模拟

运用由美国宾州大学开发的AMPS-1D计算机模拟软件,模拟了在最佳缓冲层和无缓冲层的情况下,太阳电池的各性能参数随本征层厚度的变化、太阳电池的J-V特性和量子效率以及不同晶化率的本征活性层对太阳电池各性能参数和量子效率的影响.模拟结果表明:在最佳缓冲层100nm时,太阳电池的各性能参数比无缓冲层时有所提高;随着本征层晶化率Xc的增大,太阳电池的量子效率QE在长波段有明显提高;本征层晶化率高的太阳电池,具有较高的短路电流.Jsc,低的开路电压Voc、转换效率Eff和填充因子FF.     

临近空间环境对柔性薄膜太阳电池的影响研究

针对临近空间特有的紫外和臭氧(UV/O_3)综合环境,以柔性聚酰亚胺衬底非晶硅薄膜太阳电池为研究对象,通过设计紫外(UV)单因素和UV/O_3综合因素恒定加速试验,利用AM0电特性测试、光学透光率测试、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)检测技术研究分析电池性能变化特征及引起变化的机理。研究结果表明柔性聚酰亚胺衬底非晶硅薄膜太阳电池在为期30 d的UV辐射(加速因子为2)以及UV/O_3综合环境(加速因子为5)作用下,电池转换效率明显下降,电池上表面最外层有机封装材料发生碳化分解,表面损伤严重。臭氧与紫外环境共存条件下,对电池的影响表现为协同作用和相互竞争机制。     

美科学家将有机太阳电池效率提高到6.5％

最近，科学家利用新材料和制作工艺，将有机太阳电池的效率提高到了6．5％，已经接近7％的商业化标准。由于电池以塑料为主要材料，因此成本比采用多晶硅为材料的普通太阳电池低得多。相关论文发表在7月13日出版的《科学》杂志上。     

硅基异质结太阳电池钝化层的研究

研究硅基异质结太阳电池的表面钝化层对电池性能的影响,主要工作包括:1)对比非晶硅本征层a-Si:H(i)与非晶硅氧本征层a-Si Ox:H(i)对c-Si界面的钝化效果的作用,及其对电池性能的影响;2)研究不同a-Si:H(i)厚度对电池性能的影响;3)不同沉积速率a-Si:H(i)对c-Si界面的钝化效果和电池性能的影响,并对不同沉积速率的a-Si:H(i)膜层做了H原子含量等分析。通过该征钝化层工艺的优化,最终在156 mm×156 mm厚度200μm的n型硅片上获得效率为20.90%的硅基异质结太阳电池,和在100μm厚度的硅片上得到转化效率为20.44%的可弯曲电池。     

美研制新共聚物太阳能电池 有望开启研究新领域

<正>据物理学家组织网5月29日报道,美国莱斯大学的化学工程师拉斐尔·维尔杜兹寇和宾夕法尼亚州立大学的化学工程师安立奎.戈麦斯领导的研究团队,研制出了一款基于大块共聚物(能自我组装的有机材料可以自主形成不同的层)的太阳能电池,尽管新电池的光电转化效率仅为3%,但仍然高于其他用聚合物作为活性材料的电池。研究人员表