Al2O3/SiOxNy/SiNx叠层钝化膜对PERC太阳电池性能及LID效应的研究

由于等离子体增强化学的气相沉积（PECVD）法制备的SiO_xN_y薄膜中含有大量H原子,因而具有优异的表面钝化性能。通过在PERC太阳电池的Al₂O₃/SiN_x背钝化叠层中间插入一层SiO_xN_y薄膜,形成Al₂O₃/SiO_xN_y/SiN_x结构,可避免SiN_x所带的固定正电荷对Al₂O₃负电荷场钝化效应的负面影响。试验结果表明,硅片少子寿命从原来的130 μs提高至162 μs,电池转换效率增加0.09%。同时,基于Al₂O₃/SiO_xN_y/SiN_x背钝化的PERC太阳电池的LID也得到了改善,由对照组的1.83%下降到实验组的1.09%。     

加热和水处理共同调控PbI2薄膜形貌及其在钙钛矿太阳电池中的应用研究

该文研究加热和水处理共同作用对PbI₂薄膜形貌的调控和对钙钛矿太阳电池性能的影响。使用的钙钛矿体系为（FAPbI₃）_1-x（MAPbBr₃）_x,并在两步法工艺基础上对PbI₂薄膜进行不同时间加热和短时间水处理可将PbI₂薄膜制备成多孔结构。将双重处理后的PbI₂薄膜制备成钙钛矿薄膜后,可发现钙钛矿薄膜质量明显提升,表现在：钙钛矿的晶粒尺寸明显增大、结晶性增强、吸光能力提升、载流子传输更快。且此种方式能有效调控钙钛矿薄膜中的PbI₂残留量。在器件效率方面,只对PbI₂薄膜进行加热处理制备的电池的开路电压、短路电流、填充因子和效率分别为1.05 V、23.12 mA/cm²、73.81%和17.92%,而在最优双重处理工艺下制备的电池的这4个相应的参数分别为1.09 V、24.75 mA/cm²、77.85%和21.10%。     

高效硅基异质结太阳电池的ITO薄膜研究

研究室温下通过直流磁控溅射方法制备高性能非晶ITO薄膜的光电特性,并分析不同结晶度的ITO薄膜对硅基异质结太阳电池性能的影响。结果表明:非晶态的ITO薄膜具有高的载流子迁移率和高的光学透过率;当退火温度高于190℃时,随退火温度的上升,薄膜的结晶性逐渐增强,但其光学性能和电学性能都呈逐渐降低的趋势。通过优化退火温度可获得电阻率为4.83×10^-4Ω·cm、载流子迁移率高达35.3 cm²/(V·s)且长波段相对透过率大于90%的高性能非晶ITO薄膜。对比普通工艺制备的微晶ITO薄膜,在242.5 cm²的硅基异质结(SHJ)太阳电池上采用非晶ITO薄膜作透明导电膜,其短路电流密度提高0.32 mA/cm²,可提升电池的光电转换效率。     

Simulation of the effects of electrode parameters on all-vanadium redox flow battery performance

以全钒液流电池为研究对象,利用电池内部传递与反应相耦合的机理模型,模拟电池二维,等温,稳态条件下,电池充电过程电极参数对电池内部极化的影响规律,包括碳毡电极的几何结构参数(厚度Lt和压缩比CR),电学特性参数(比表面积a和电导率)和操作参数(充电电流密度i)的影响.数值模拟结果给出Lt从1.5 mm增至3.5 mm,端电压仅降低3 mV;CR从0.1增至0.5,端电压降低16 mV;a从3.5×10⁴ m²/m³增至3.5×106 m²/m³,端电压降低30 mV;从18.9 S/m增至164.4 S/m,端电压降低87 mV,并给出多孔电极内部过电势在不同条件下不同的二维分布特点;i从100 mA/cm²增至150 mA/cm²,端电压增大57 mV,若同比增大比表面积a,则端电压只增大46 mV.将数值模拟与宏观实验相对比,取得良好的一致性,表明了数值模拟与分析的可靠性.通过增大CR,a,可以明显提高电池性能,为进一步提高电极材料的性能,设计电极结构参数,选择操作参数提供了重要依据.     

ITO/Metal/ITO叠层电极中Cu/Ag对钙钛矿太阳电池电极性能的影响

研究ITO/Metal/ITO（IMI）电极中金属层Cu和Ag及其厚度对电极光电性能的影响,结合霍尔测试、紫外分光光度计、原子力显微镜等分析金属层材料和厚度对IMI电极光电性能以及形貌的影响。通过优化金属层厚度,获得方阻分别为11.2 Ω/□和14.5 Ω/□且400~800 nm波长范围内平均透过率分别为93.9%和86.5%的ITO/Ag/ITO和ITO/Cu/ITO电极。将IAI和ICI电极作为正面电极应用于钙钛矿太阳电池,太阳电池的填充因子从62.5%提升至78.0%。IMI在短波段的较大反射率会导致电池短路电流密度低1~2 mA/cm²。当Cu层和Ag层的厚度分别为7.4 nm和6.4 nm时,钙钛矿太阳电池的效率达到最佳。     

柔性衬底太阳电池陷光结构的研究

讨论了粗糙聚酰亚胺(PI)衬底和具有较高粗糙度的背反射电极对柔性衬底薄膜太阳电池的影响.选择具有天然纹路的PI作为太阳电池的衬底增加光在电池中的光程.采用热辐射加热蒸发方法显著提高铝背反射电极的粗糙度,它是常规方法制备的约4倍.粗糙PI和背反射电极形成的陷光结构使电池的短路电流提高了2mA/cm2,量子响应(QE)短波部分得到提高且最高点红移.经QE和原子力测试表明,电池效率提高的主要原因是粗糙的背反射电极导致面电极ZnO的形貌发生明显变化所致.     

RPD技术生长ICO∶H薄膜及其在晶体硅异质结太阳电池中的应用

通过反应等离子体沉积(RPD)技术室温下生长掺铈的氧化铟薄膜,且沉积过程中通入氢气。高迁移率可使透明导电薄膜在较低的电阻率时保持较高的近红外透过率;透明导电薄膜中较低的载流子浓度能够减少自由载流子的吸收。迁移率的大小主要由薄膜内的散射机制决定,并且受薄膜非晶结构制约。ICO∶H薄膜表面平整,在近红外长波段透过率超过80%。在氢气流量为2 sccm时,薄膜获得1.34×10^-3Ω·cm的最低电阻率和94 cm²/Vs的高迁移率。在晶体硅异质结(SHJ)太阳电池应用中,获得了较高的短路电流密度38.44 mA/cm²,相应的转换效率为16.68%。     

Capacitive performance and cycling stability of NixCo1-x(OH)2 xerogels

研究了Ni_xCo_1-x(OH)₂干凝胶中钴含量对其电性能及循环稳定性的影响。用溶胶-凝胶法制备了Ni_xCo_1-x(OH)₂干凝胶材料,用液氮吸附、XPS和XRD研究了含钴Ni(OH)₂干凝胶的组成和结构,用恒电流技术研究了它们的电容性能。结果表明,Ni_xCo_1-x(OH)₂干凝胶具有较高的比表面积和丰富的中孔;添加钴改善了Ni_xCo_1-x(OH)₂干凝胶的倍率性能,当钴含量达到24%时效果最佳;充放电后Co_xNi_1-x(OH)₂干凝胶的晶态结构仍是β-Ni(OH)₂晶相结构,钴含量20%以上的Co_xNi_1-x(OH)₂干凝胶充放电后微晶尺寸变化不明显;组成的活性炭/ Ni_0.76Co_0.24(OH)₂干凝胶电容器20 mA/cm²充放电循环时,库仑效率达到95%以上,循环100000次以上,电容器的比容量仍保持在90%以上。在长循环过程中,Ni_0.76Co_0.24(OH)₂干凝胶的微晶尺寸变化不大,微晶晶胞a轴逐渐变大、c轴逐渐缩小,晶胞参数趋向理想的β-Ni(OH)₂晶体。     

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si O_x:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm²,达到38.5 m A/cm²,填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si O_x:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si O_x:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si O_x:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si O_x:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。     

基于CNT/Ag纳米流体的分光谱太阳能光伏光热系统实验研究

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起，对太阳能全光谱能量的利用率较低，为使得光电、光热过程解耦，该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的光谱性能进行测试，然后通过实验研究不同浓度的CNT/Ag纳米流体对系统电效率和热效率的影响。结果发现相比于Ag纳米流体，浓度为1×10⁶、3×10⁶、5×10⁶、1×107μg/m³的CNT/Ag纳米流体在太阳电池光谱响应区的透过率分别上升了8.6%、9.3%、8.5%、9.2%，响应区外波段的吸收率增加了30.4%、44.5%、58.4%、56.7%。系统电效率最高为8.2%、热效率最高为45%，当CNT/Ag纳米流体浓度为5×10⁶μg/m³时，分光谱容器效率最高为18.3%时热效率达到了43%，电效率为7%。     

发射极掺杂工艺对产业化IBC太阳电池性能的影响

主要对n型IBC太阳电池结构的发射极硼掺杂工艺进行优化设计,并通过ENDA2模拟软件对实验结果进行验证分析,通过复合损失分析,研究不同发射极硼扩工艺对产业化IBC太阳电池电性能的影响.实验结果表明,采用较高推进温度的硼扩散工艺,获得发射极方阻98Ω/sq,该发射极具有最低的表面浓度1.68×1019 cm-3和最深结深...     

一步法制备高效TiO2/PbS异质结量子点太阳电池

采用一步涂层法制备TiO₂/PbS异质结且带有不同浓度PbS量子点光吸收层的太阳电池器件。测试结果表明,用浓度为200 mg/mL的PbS量子点制备的太阳电池在AM1.5模拟光照下获得的能量转换效率（PCE）为9.08%,其开路电压（V_OC）为0.570 V、短路电流（J_SC）为29.6 mA/cm²、填充因子（FF）为0.539。研究证实了一步法的可行性与可靠性。与传统的层层旋涂法相比,一步涂层法具有操作过程简单、材料消耗少、制备薄膜质量好等优点,可用于大批量制备高效率量子点太阳电池。     

全角度陷光的微-纳复合绒面单晶PERC太阳电池

采用银金属催化化学腐蚀（Ag-MCCE）技术在碱腐蚀的金字塔微米初级绒面结构上制备均匀的纳米次级绒面结构,并研究银纳米颗粒在微米金字塔表面的附着特性及其对纳米结构均匀性和电池性能的影响。结果表明,通过添加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）可改善银纳米颗粒在微米金字塔表面的附着均匀性,制备的纳米结构在微米金字塔结构表面分布均匀,且便于后道SiN_x的钝化;制得的单晶PERC电池平均效率达到22.22%,较未改善的对比组提升0.46%;独特的微-纳复合绒面（NOM-texture）可实现单晶太阳电池的全角度陷光,兼顾新型光伏屋顶等光伏建筑一体化（BIPV）场合对电池高转换效率和准全向外观的双重要求。     

中国不同气候区逐日直散分离模型适用性分析及通用计算模型优化

利用中国5个气候区59个气象台站1981——2010年的日值气象数据,对比分析8个散总比和3个散射系数直散分离模型在中国不同气候区的适用性。采用判定系数（R2）、均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MABE）、平均误差（MBE）和全局性能系数（GPI）5个误差评价指标,确定各气候区最适宜的模型形式。以该模型为基础,建立适用于中国不同气候区的散总比和散射系数逐日直散分离通用模型。结果表明,除线性形式散射系数模型精度较差外,其他模型计算精度均较高,散总比和散射系数模型平均R2分别为0.85和0.62;基于晴空指数-日照百分率的二次多项式散总比模型和基于日照百分率三次多项式散射系数模型在不同气候区精度均最高;以该模型为基础建立中国不同气候区散总比和散射系数逐日直散分离通用模型,其平均R2分别为0.89和0.70。     

Superstrate-type CuInSe2-based thin film solar cells by a low-temperature process using sodium compounds

Superstrate-type solar cells with a Au/CuInSe₂(CIS)/In_xSe_y,/ZnO : Al/glass structure were investigated. The CIS films were deposited by coevaporation method with intentionally incorporated Na₂S at a substrate temperature of 350°C. Even at relatively low substrate temperatures, sodium compounds enhanced the (1 1 2) preferred orientation of the chalcopyrite structure, and also improved the cell performance. The In_xSe_y buffer layers disappeared after CIS deposition by interdiffusion. Preliminary cells yielded an efficiency of 7.5% with V_oc, = 430 mV, J_sc = 29.4 mA/cm² and FF = 0.60. The light soaking and forward bias effects were observed for these cells.     

MILD条件下氢-天然气混合燃烧特性及排放物分析

针对目前天然气掺氢后燃烧效率及氮氧化物排放研究较少的问题,应用组分输运模型、涡耗散概念燃烧模型和Do辐射模型,结合GRI-22化学反应机理,建立柔和燃烧模拟模型,通过与实验结果对比验证了模型的可靠性,进一步应用该模型分析不同掺氢比例对燃烧特性的影响。结果表明,随着掺氢比例增加,燃料与氧化剂的混合程度逐渐提高,混合气体的径向分量不断减小;由于反应速率和放热速率提高,燃烧器内部的温度升高,热力型氮氧化物含量增高,主要集中于燃烧器后端;燃料进口速度增大会导致燃烧器内燃烧不完全、出口处温度降低,氧气浓度升高,氮氧化物含量降低。研究发现,天然气中掺入氢气更有利于达到柔和燃烧条件。