薄膜太阳电池的研发现状和产业发展

在人类社会可持续发展的进程中,必须解决好能源危机与环境保护等问题.在各国政府的大力扶持和相关鼓励政策的刺激和推动下,太阳能光伏产业得到了迅猛发展,光伏组件的成本不断降低,应用领域迅速扩大.其中,薄膜太阳电池由于其用料少、工艺简单、能耗低、成本有一定优势而越来越被业界所接受,近3年来薄膜太阳电池产业得到了较快发展,全球薄膜太阳电池产量从2007年的400 MW增长到2008年的890 MW,同比增长120%以上.目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种:硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池(CIGS)和碲化镉薄膜太阳电池(CdTe).对上述3类薄膜太阳电池的特性、发展历史、研发现状以及产业发展状况作了介绍,对研究与产业中存在的问题以及未来研究方向也提出了看法.     

电沉积CIGS薄膜太阳电池的研究进展及现状

CIGS薄膜太阳电池以其优异的光电性能倍受研究者关注。简要介绍了CIGS薄膜的结构及其优异性能,着重阐述了电化学沉积法制备CIGS薄膜的反应原理与目前国内外电沉积法制备CIGS薄膜太阳电池研究的最新进展,并展望了CIGS太阳电池发展所面临的难题及将来研究的方向。     

柔性薄膜太阳电池的研究进展

综述了近年来柔性薄膜太阳电池的发展状况,结合柔性薄膜太阳电池的发展历史,分析了用作柔性衬底薄膜太阳电池的研究成果,探讨了各种器件结构的优缺点,并介绍了柔性衬底材料的选择及柔性太阳电池的研究进展。     

量子点在低价太阳电池中的应用及研究状况

太阳电池的发展包括3个阶段,已商业化生产的第一代单晶硅电池成本较高,而薄膜化的第二代太阳电池虽大幅降低了成本,但效率不理想。因此,期待比第一代太阳电池有更高转换效率的同时,保持第二代太阳电池低成本优势的第三代太阳电池的诞生。其中,半导体量子点太阳电池因具有高达66%的热力学转换效率备受关注。介绍了基于量子点的几种低价太阳电池,包括全无机纳米结构太阳电池、染料敏化电池及聚合物太阳电池等,重点介绍了由有机聚合物和无机半导体量子点组成的杂化聚合物/量子点电池的结构及影响器件效率的关键因素。     

铜锌锡硫薄膜太阳电池及其研究进展

近些年,人们越来越关注太阳辐射的光伏利用。光伏发电技术在迅猛发展,薄膜太阳电池从占有主导地位的硅晶片技术中抢占了一定的市场份额。其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因具有低成本、高的光电转化效率和吸收系数、合适的禁带宽度和环境友好等优点成为近年来薄膜太阳电池研究的热点。本文阐述了铜锌锡硫薄膜太阳电池的器件结构和性能特点,介绍了铜锌锡硫薄膜太阳电池的制备方法和研究进展,并对今后主要的发展方向进行了展望。     

CIS太阳电池材料的研究进展

综述了国内外太阳电池及其材料的发展概况.目前应用的光电转换材料主要有硅材料和化合物半导体材料,介绍了用这几类材料制作的太阳电池的特点,重点介绍了其光电转换效率.在薄膜电池材料中重点综述了铜铟硒(CIS)基薄膜太阳电池的研究进展.由于制约太阳电池发展的关键问题是制备成本高和转换效率低,提出了采用化学法制备CIS基薄膜材料及其梯度带隙,该方法将开辟高性能CIS基吸收层薄膜材料及其器件制备的低成本新途径.     

Cu(InAl)Se2薄膜太阳电池的研究进展

具有黄铜矿结构的CuInSe2 (CIS)类薄膜太阳电池随着其转换效率的进一步提高,受到日益广泛的关注.相对于CIS材料,Cu(InAl) Se2(CIAS)具有更高的禁带宽度,可用比Ga合金更小的相对浓度来实现更可观的带隙,CIAS有望取代CIS成为薄膜太阳电池的新型材料.结合最新研究进展论述了CIAS薄膜材料的不同制备方法及合成机理,并讨论了目前CIAS太阳电池研究中存在的问题和今后的发展方向.     

化学水浴法制备薄膜太阳电池缓冲层材料的研究进展

从各反应条件对薄膜生长及其性能影响的角度,对CdS缓冲层的制备工艺进行了评述,并对新型无镉缓冲层的研究进展给予了重点介绍。最后展望了薄膜太阳电池缓冲层材料的发展方向,并指出了其发展应用中需要解决的问题。     

玻璃基片硅薄膜太阳电池的制备与研究现状

硅薄膜太阳电池已成为太阳电池研究的一个热点.主要阐述了玻璃基片硅薄膜太阳电池的制备方法以及研究进展,提出了影响发展的几种因素以及在以后的研究中需重点解决的问题.     

ZnO-TCO薄膜及其在太阳电池中的应用

概括地阐述了ZnO透明导电薄膜(ZnO-TCO)的特性及其在薄膜太阳电池中的应用,介绍了ZnO薄膜在薄膜太阳电池中的应用背景,阐明了它在其中的作用及ZnO-TCO薄膜的主流生长方法,并给出了近年来ZnO-TCO薄膜的主要研究结果,最后展望了其应用和发展趋势.     

New trends for solar cell development and recent progress of dye sensitized solar cells

This article reviews the new concepts and new trends of solar cell development. To increase the photoelectric conversion efficiency, reduce the cost, and for application in a much broader field, thin film solar cell, flexible solar cell, and tandem solar cell have become important subjects to be studied. As the representative of the solar cells of the third generation, the progress and challenges of dye sensitized solar cell was also reviewed.     

几种高效率晶体硅太阳能电池性能分析

综述了晶体硅太阳能电池的发展和研究现状,分析了几种高效率晶体硅太阳能电池的结构、制备流程、优越性以及性能等,这些高效率电池包括激光刻槽埋栅电池、PESC、PERC和PERL电池,以及最新型太阳能电池——金属贯穿孔电池,最后讨论了高效率太阳能电池存在的问题,展望了今后太阳能电池的发展趋势。     

影响硫化镉/碲化镉性能的关键制备技术探讨

CdTe多晶薄膜具有接近理想光谱响应状态的禁带宽度(1.45eV)和高达10-5cm-1的光吸收系数,是较具前途的光伏材料,而CdTe薄膜太阳能电池由于具有低的制造成本和高的转换效率,使其成为最具发展前途的薄膜太阳能电池。CdS和CdTe膜层的质量对CdTe薄膜太阳能电池的性能有很大影响,如何完善CdS和CdTe的制备技术,获得高质量的膜层,引起了广泛关注。笔者综述了影响CdS和CdTe质量的关键制备因素,提出了一些新的制备方法。     

多孔二氧化硅在染料敏化太阳电池中的应用

为提高以离子液体作为电解质染料敏化太阳电池光电转化效率,通过水解法合成一种高比表面积的纳米多孔二氧化硅,作为添加剂加入染料敏化太阳电池电解质中,获得离子液体本体电阻降低,离子传输性升高,光电转化效率提高等各项优良性能,并通过对添加量进行分析对比。结果表明:在添加纳米多孔二氧化硅的质量分数为5%时,太阳电池光电转化效率提高效果最好,转化效率最高可达3.87%(100 mW/cm2)。     

铜酞菁与富勒烯共混层对柔性薄膜太阳电池光伏性能的影响

在柔性PET-ITO衬底上制备了结构为ITO/CuPc/CuPc:C60/C60/Al的柔性薄膜太阳电池.结果发现,共混层的嵌入,可增大给体/受体界面,提高激子扩散效率,从而提高器件光电转换效率.当共混层CuPc与C60>的摩尔比为1 : 2时,光吸收效率较高,且共混层颗粒均匀分散,光电转换效率达0.63%.     

太阳电池缺陷EL检测及电性能分析

基于电致发光（EL）的理论,利用红外检测的方法,通过CCD近红外相机实验检测出晶体硅太阳电池中存在的隐性缺陷,如隐裂、断栅、电阻不均匀、花片等,并将EL图像与可见光下电池图像进行了对比。对存在缺陷的太阳电池进行了伏安特性测试,得出隐裂缺陷对太阳电池伏安特性、填充因子、效率等性能的影响,也证明电致发光技术检测太阳电池缺陷的准确性。     

塑料太阳能电池的研究现状与进展

塑料太阳能电池是一个新的研究领域,本文综述了塑料太阳能电池的工作原理、结构以及太阳能电池材料(导电聚合物)的制备,着重就n型导电聚合物材料的制备及影响塑料太阳能电池光电转换效率等几个主要方面进行了讨论,并对该电池的优势和在该领域的未来发展趋势做了展望。     

Characteristics of dye-sensitized solar cells using natural dye

Dye-sensitized solar cells are expected to be used for future clean energy. Recently, most of the researchers in this field use Ruthenium complex as dye in the dye-sensitized solar cells. However, Ruthenium is a rare metal, so the cost of the Ruthenium complex is very high. In this paper, various dye-sensitized solar cells have been fabricated using natural dye, such as the dye of red-cabbage, curcumin, and red-perilla. As a result, it was found that the conversion efficiency of the solar cell fabricated using the mixture of red-cabbage and curcumin was about 0.6% (light source: halogen lamp), which was larger than that of the solar cells using one kind of dye. It was also found that the conversion efficiency was about 1.0% for the solar cell with the oxide semiconductor film fabricated using polyethylene glycol (PEG) whose molecular weight was 2,000,000 and red-cabbage dye. This indicates that the cost performance (defined by [conversion efficiency]/[cost of dye]) of the latter solar cell (dye: red-cabbage) is larger by more than 50 times than that of the solar cell using Ruthenium complex, even if the effect of the difference between the halogen lamp and the standard light source is taken into account.     

硅太阳能电池的应用研究与进展

介绍了三代太阳能电池的发展历程和最新研究进展,晶体硅太阳能电池在光伏产业中主要朝高效方向发展,认为廉价、高效多晶硅薄膜太阳能电池,是当前太阳能电池研究的热点,也是未来太阳能电池发展的方向。     

ZnO调制改性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极研究

采用丝网印刷的方式制备了染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜光阳极、TiO2-ZnO复合薄膜光阳极以及TiO2/ZnO双层薄膜光阳极,研究了ZnO对TiO2薄膜光阳极的调制改性作用。研究结果表明分别以醋酸锌和ZnO直接掺杂制备的TiO2-ZnO复合薄膜光阳极同未掺杂的TiO2薄膜光阳极相比,以醋酸锌为原料制备的复合薄膜光阳极使电池转换效率提高了1倍,而由于微米量级的ZnO的粒径大,用其作原料制得的复合薄膜光阳极反而使电池的转换效率有所降低。以醋酸锌为原料制备的TiO2/ZnO双层薄膜光阳极同TiO2薄膜光阳极相比,电池转换效率提高了13倍,通过性能优化后电池的转换效率达到4.7%。