砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(6)

<正>1997年Olson等提出采用Ga_(1-x)In_xN_(1-y)As_y四元系材料来研制第三结子电池,因为这是化合物半导体材料中,唯一一种可通过调节x、y值(Ga_(0.93)In_(0.07)N_(0.023)As_(0.977)),既能得到约1 eV的带隙,又与GaAs晶格匹配的材料[24]。但是,带隙为1 eV的窄带隙Ga_(1-x)In_xN_(1-y)As_y材料的质量差,与N相     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(7)

<正>2014年,天津三安光电公司报道,他们成功研发了晶格应变三结叠层GaInP/GaInAs/Ge高倍聚光电池,并进行了规模生产,聚光电池效率达到40%~41%。在青海神光格尔木建立了50 MW高倍聚光光伏电站,在青海日芯建立了60 MW高倍聚光光伏电站~([29])。3.3.3反向应变GaInP/GaAs/GaInAs三结叠层聚光电池改善GaInP/GaAs/Ge叠层电池能带匹配的     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(4)

<正>进一步提高太阳电池效率最现实、最有效的途径是形成多结叠层聚光电池。这里以三结叠层电池为例来说明叠层电池的工作原理。选取3种半导体材料,如Ga In P、Ga In As和Ge,它们的带隙依次为Eg1=1.7 e V、Eg2=1.18 e V和Eg3=0.67e V,Eg1Eg2Eg3,将这3种材料分别制备出3个子电池,然后按Eg的顺序,从大到小将这3个     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(2)

<正>1 Ga As材料和太阳电池的特点以Ga As为代表的III-V族化合物半导体太阳电池为什么能取得高效率呢?这与它们材料的特性,以及所构成的太阳电池器件的结构有关。1)Ga As是一种典型的III-V族化合物半导体材料,具有与Si相似的闪锌矿立方晶系结构,不同的只是Ga和As原子交替占位。Ga As具有直接能带隙,其带隙宽度Eg为1.42 e V(300 K),     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(3)

<正>2GaAs单结太阳电池2.1 AlxGa1-xAs/GaAs单结太阳电池在上世纪60年代,人们由Ga As材料的优良性质预见到,GaAs太阳电池能获得高的转换效率。但是初期用研制Si太阳电池的扩散p-n结方法来研制GaAs太阳电池并未获得成功。原因是GaAs材料的表面复活速率大,大部分光生载流子被表面复合中心复活,不能形成光生电流。     

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的发展和应用系列讲座(5) 砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(5)

<正>聚光可利用相对便宜的光学系统,成百上千倍地提高照射到电池表面的太阳光强,相应增加电池的输出功率,降低光伏发电系统的成本。而且,聚光还可提高电池的效率。因为在理想情况下,在一定光强范围,电池的短路电流与光强呈正比,而开路电压随光强呈对数式增长。然而,实际的太阳电池器件具有一定等效串联     

砷化镓基系Ⅲ-V族化合物半导体太阳电池的发展和应用(8)

正4 Ⅲ-V族化合物电池研发的新动向4.1含Ga In NAs(Sb)晶格匹配的三~五结叠层聚光电池前文介绍在研发与Ga As晶格匹配的1 e V带隙的Ga In NAs材料时遇到了困难,这一问题在2011年终于取得了突破。据Solar Junction公司报道,他们制备了高质量的稀N含量Ga In NAs(Sb)分子束外延材料,并成功研制了Ga In P/Ga As/Ga In NAs(Sb)三结叠层电池。经     

砷化镓基系III-V族化合物半导体太阳电池的发展和应用(9)

正4.3半导体键合技术(SBT)制备的四~五结叠层聚光电池2014年9月,德国Fraunhofer太阳能系统研究所等单位报道,他们采用SBT研制的四结叠层GaInP/Ga As//GaInPAs/GaInAs聚光电池在324倍AM 1.5D光强下,达到了当前国际最高电池效率46.5%(5.42 mm~2)~[2]。四结电池分两步制备。首先在GaAs(晶格常     

太阳电池及其应用技术讲座(一)半导体基础知识

1 硅晶体 半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,电阻率大约为10-5～lO7ΩQ·cm,硅、锗、砷化镓和硫化镉等材料都是半导体.半导体材料的电阻率随着温度的升高和辐照强度的增大而减小;在半导体中加入微量的杂质(称为掺杂),对其导电性质有决定性的影响.这是半导体材料的重要特性.     

氢化物发生-火焰原子吸收光谱法测定清洁水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)

水体中砷以三价砷和五价砷形态存在,而三价砷和五价砷对人体毒害程度不同,本文通过氢化物发生-火焰原子吸收光谱法测定水样中三价砷和五价砷,通过控制变量实验得出最优测定条件是:分析波长193.7nm,灯电流13mA,燃烧器高度16mm,狭缝宽度1.0nm,燃气流量2.0L/min,还原剂抗坏血酸浓度1.5g/L,载液NaBH4溶液1.2％,载液盐酸浓度20％,测定溶液酸度10％盐酸.通过实验确定本法检出限为0.26ng/mL,清洁水样加标回收率在99.1％～103.3％之间,对三价砷溶液和总砷溶液连续测定得出相对标准偏差分别为1.2％和0.4％,方法准确可靠.     

太阳电池及其应用技术讲座(二)太阳电池的原理和性能

1 p-n结 如图1(a)所示,使一块n型半导体和一块p型半导体紧密地接触.交界处n区一侧的电子浓度高,形成一个要向p区扩散的正电荷区域;同样,p区一侧的空穴浓度高,形成一个要向n区扩散的负电荷区域.n区和p区交界面两侧的正、负电荷薄层区域,称之为"空间电荷区",即p-n结,如图1(b)所示.     

薄膜太阳电池系列讲座(1) 减薄晶体硅太阳电池给薄膜太阳电池的启示(上)

近年来世界光伏产业飞速发展,薄膜太阳电池作为太阳电池家族的重要成员也得到快速发展。为进一步推动薄膜太阳电池的发展与应用,科学普及非常必要。南开大学光电子薄膜器件与技术研究所、南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室、光电信息技术科学教育部重点实验室是我国薄膜太阳电池领域知名的研究机构,本刊特邀在这些机构工作的张晓丹、熊绍珍、赵颖等专家就薄膜太阳电池进行系列科普讲座,在上半月刊的科普苑栏目刊登,以飨读者。     

高效率Ⅱ-Ⅵ族(CdS,CdSe,CdTe)量子点敏化太阳电池

简单总结了笔者研究组近三年在量子点敏化太阳电池方面的研究工作.通过发展一些简单可控的合成方法制备了一系列Ⅱ-Ⅵ族量子点敏化的高效率太阳电池.利用连接剂辅助化学浴沉积法,以巯基乙酸为连接剂一步水热制备了单分散CdTe/CdS或CdTe/CdS核壳结构量子点以及量子点敏化的TiO2电极,并分别获得了最高3.80％(CdTe/CdS)和2.83％(CdSe/CdS)的光电转换效率;利用旋涂法在氧化锌纳米线阵列表面依次沉积了CdS/CdSe量子点,并取得了3.45％的光电转换效率;首次利用原位电沉积法在由纳米棒和纳米颗粒共同组成的分等级TiO2微米球电极上直接沉积CdS及CdSe量子点,取得了4.8％的光电转换效率,并用强度调制光电流/光电压谱(IMPS/IMVS)对CdS、CdSe量子点敏化电池和CdS/CdSe量子点共敏化电池进行了动力学研究,该型电池的电子收集效率高达98％.     

太阳电池及其应用 光在半导体内的吸收和光伏效应

一束光照在半导体上,和照在金属或绝缘体上截然不同。由于金属中自由电子如此之多,以致光引起的导电性能的变化完全可以忽略。绝缘体在很高温度下都未能激发出更多的电子参加导电,这说明它对电子的束缚力足够大,以致光照也不足以把电子释放出来。光照在金属或绝缘体上时,除被表面反射掉一部分外,其余部分都被吸收,变成热能,使其温度升     

2019年中国光伏技术发展报告——新型太阳电池的研究进展(1)

详细介绍了2018年国内外在钙钛矿太阳电池、有机太阳电池、染料敏化太阳电池、量子点太阳电池等新型太阳电池方面的研究成果和产业化进展。     

老公营子煤矿Ⅲ06-1(1)综采不等长工作面回采研究

以老公营子煤矿Ⅲ06-1(1)综采工作面为对象开展回采研究。当该工作面推进500 m时,受煤层分层线影响,煤层厚度由4.5 m减小至2.5 m,工作面倾斜长度由240 m缩短为137 m。结合现场情况,从开采经济性、设备回收及开采连续性等方面对等长工作面（斜长137 m）、刀把式工作面以及不等长工作面3种布置方式进行综合分析,确定将Ⅲ06-1(1)综采工作面布置成不等长工作面。对Ⅲ06-1(1)综采不等长工作面回采期间涉及的支架及溜槽拆解、上出口支护、施工劳动组织等进行分析。最终,采面实现了安全回采。研究成果为矿井其他类似不等长工作面回采提供了技术支持。     

p-Al_xGa_(1-x)As/p-GaAs/n-GaAs太阳电池的最优化

采用GaAs扩散长度、电阻率与掺杂浓度的经验关系,考虑p-n结空间电荷区的产生和复合,计及10％的电极遮光面积及串联电阻R_s,在最佳单层抗反射膜条件下,以p-GaAs与n-GaAs区的掺杂浓度N_A、N_D及p-n结结深d_2为优化参数,用直角单纯形加速法对p-Al_xGa_(1-x)As/p-GaAs/n-GaAs结构的太阳电池作了最优化计算,得到了最佳电池的材料,结构参数以及最大AM0效率。讨论了电池性能与N_A、N_D、d_2、R_s的关系。分析了扩散长度的经验关系对优化结果的影响。     

Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火研究

本文报道了液相外延Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火试验结果。辐照电子能量为1MeV,积分通量为10~(12)—10~(15)e/cm~2;质子辐照能量为7.8MeV,积分通量为10~8—10~(12)p/cm~2。测定了辐照前后电池的电特性和光谱响应曲线。观察到结深与辐照损伤的明显关系。电子辐照的临界通量(?)_c>1×10~(15)e/cm~2,质子辐照临界通量(?)_c>1.02×10~(12)p/cm~2。经积分通量1×10~(15)e/cm~2的辐照,再在真空200℃进行热退火20小时后,短路电流得到全部恢复,输出功率恢复至原来的80％。     

Al_xGa_(1-x)As的反射率及其对异质结太阳电池的影响

本文在计算Al_(0.8)Ga_(0.2)As的折射率和反射率以及各种抗反射层下p-Al_(0.8)Ga_(0.2)As/p-GaAs/n-GaAs太阳电池的收集效率和短路电流时,考虑了入射光波长对Al_(0.8)Ga_(0.2)As折射率的影响,并估计了表面光反射对电池性能的影响。