具有复合背接触层的 CdTe多晶薄膜太阳电池

为了提高CdTe太阳电池的背接触性能,用共蒸发法制备了ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe多晶薄膜。研究结果表明：Cd1-xZnxTe多晶薄膜的能隙与锌含量呈二次方关系,ZnTe：Cu多晶薄膜能隙随着掺Cu浓度的增加而减小。分别用ZnTe／ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe／ZnTe:Cu复合膜作为背接触层,既能修饰异质结界面,改善电池的能带结构,又能防止Cu原子向电池内部扩散。因此获得了面积0．502cm^2,转换效率为13．38％的CdTe多晶薄膜太阳电池。     

聚光背结背接触太阳电池发射区半宽度的优化研究

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型叉指背接触(IBC)单晶硅太阳电池的电学性能进行了仿真研究。全面系统地分析了在不同聚光比情况下,单元电池发射区半宽度对聚光IBC太阳电池短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响。仿真结果表明:聚光IBC太阳电池的电学性能受到单元电池发射区半宽度和聚光比的显著影响。在不同的聚光比情况下,存在最优的发射区半宽度,使得聚光IBC太阳电池转换效率最高。随着聚光比的增大,最优的发射区半宽度减小。虽然增大聚光比可提高聚光IBC太阳电池的转换效率,但同时减小了最优的发射区半宽度及参考范围,增加了聚光IBC太阳电池的制备难度。     

复合背接触层与背电极的匹配对CdTe太阳电池性能的影响

本文研究Ni和Au两种背电极在有、无ZnTe/ZnTeCu背接触层时对碲化镉太阳电池性能的影响及其机理.试验结果表明,在没有ZnTe/ZrTeCu复合背接触层时,Ni和Au相比,输入特性的填充因子(FF)较差,短路电流密度(Jsc)较大,转换效率(η)较低;在有zrTe复合背接触层时,Ni和Au相比,FF相差较小,而η因Jsc较大而较高.通过暗特性的测试,可以看到,在有了ZnTe复合背接触层以后,Ni作背电极的碲化镉太阳电池,其二极管因子(A)、暗饱和电流(Jo)和旁路电阻(Rsh)等三个参数降低的幅度都比Au作背电极的大.这和ZnTe复合背接触层使Ni背电极碲化镉太阳电池效率有更大提高是吻合的.分析表明,这主要是由于光生电流的增大导致了Jsc的增大.这样用Ni代替Au作背电极会带来降低成本和效率提高的双重改进.     

纳米硅薄膜及其太阳电池研究进展

纳米硅薄膜具有新颖的结构特征和一系列独特的物理性质,可望应用于新型光电子器件、量子功能器件、集成电路等领域.本文综述了纳米硅薄膜的研究现状及其优良的光电性能和纳米硅薄膜太阳电池的研究进展,指出在生产制备与性能方面纳米硅薄膜太阳电池所具有的优势,具有良好的发展前景.     

硅表面钝化及对异质结太阳电池特性的影响

研究了不同的晶体硅表面钝化方法,测试分析了硅片的少数载流子寿命以及对晶体硅/非晶硅异质结(HIT)太阳电池性能的影响。发现适当时间的HF溶液处理、氢等离子体处理和表面覆盖约3nm的本征非晶硅层能有效提高硅片的少子寿命,从而提高HIT太阳电池的开路电压。对电池制备工艺综合优化后,得到了基于n型晶体硅的光电转换效率为16.75%(Voc=0.596V,Jsc=41.605mA/cm2,FF=0.676,AM1.5,25℃)的HIT太阳电池。     

VSe2薄膜的光电性质及背接触特性的研究

采用电子束蒸发法制备VSe2薄膜并进行退火处理,通过XRD、SEM、透过谱、Hall效应、电导率–温度关系等表征了薄膜的结构、形貌、光学和电学性质,用半导体特性测试仪研究了VSe2薄膜的背接触特性。结果表明:VSe2薄膜在一定的退火温度下结晶并呈稳定的六方相,VSe2薄膜为p型直接禁带跃迁材料,光能隙约2.35 eV。将VSe2作为背接触层应用于CdTe多晶薄膜太阳电池,消除了roll-over现象,有效提高了器件性能。     

P型(掺硼)晶硅太阳电池的光衰减机制和技术改进措施

介绍了近年来对掺硼晶硅(Cz-Si和mc-Si)太阳电池的光照衰减问题及衰减机制的研究结果。通过光照及退火处理前后少子寿命变化的研究以及光衰减与硼和氧浓度关系的研究．表明引起掺硼晶硅太阳电池光照衰减的主要因素是硼和间隙氧的存在。同时介绍了减小或避免衰减的技术措施。     

多晶硅扩散氧化层对太阳电池性能的影响

重点研究了多晶硅扩散氧化层对电池性能的影响,并对大规模生产多晶硅扩散工艺进行了优化研究.采用少子寿命测试仪分析了扩散前后的硅片少子寿命,发现当扩散氧化时的干氧流量控制在2800sccm,扩散后的方块电阻控制在60～70Ω/□时,扩散后硅片少子寿命最高达到了10.45μs,与扩散前的硅片少子寿命相比延长了5倍多;此时的太阳电池并联电阻和短路电流分别高达40.4Q和8522mA,光电转换效率也由16.69％(干氧流量2000sccm)提高到了16.83％.此外,主要针对扩散氧化层对片内方阻均匀性及少子寿命的影响做了解释.     

硅空间太阳电池研究进展

硅空间太阳电池是目前主要的空间电源设备,正朝着50～70μm的超薄趋势发展,预示了其优良的使用性能和更为广阔的应用前景,这也对电池的转化效率、辐照性能和机械强度提出了更高的要求。较为详细地介绍了针对超薄太阳电池的掺杂剂选择,结构改进,界、表面钝化及织构等方面的研究进展,并试图分析在这些方面可能的突破口。     

多晶硅太阳电池用SiN薄膜的研究进展

SiN薄膜因为具有良好的减反射性质和钝化作用，已经越来越广泛地应用于多晶硅太阳电池的制造工艺中，介绍了SiN薄膜在硅太阳电池中的性质，制备方法等研究现状，同时提出了存在的问题并展望了今后的发展趋势。     

硅太阳能电池减反射膜的研究进展

综述了国内外对硅太阳能电池减反射膜的研究进展,包括减反射膜的种类、膜层结构、减反射原理以及减反射膜的制备方法,重点介绍了硅太阳能电池减反射膜的主要制备方法,并对比了各种制备方法的优缺点,指出新型制备技术和新膜系的选取是目前硅太阳能电池减反射膜的研究重点.最后讨论了硅太阳能电池减反射膜存在的问题,并提出进一步发展的方向.     

石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的研究进展

太阳能电池利用光伏效应直接将光能转变成电能,能有效地解决未来能源危机和环境污染,符合可持续发展的理念.传统的硅基太阳能电池存在需要高温过程,工艺复杂,发电成本无法与火电和水电相抗衡等问题.针对上述问题,近年来研究人员开发了诸多新型太阳能电池以降低制造成本,其中采用石墨烯作为透明电极的石墨烯/硅肖特基结太阳能电池被认为是新一代低成本、高效率的太阳能电池.然而,石墨烯功函数较低、方阻较高,载流子沿界面复合严重,并且平面硅反射率较高,导致石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的效率远低于传统硅基太阳能电池.因此,近年来,主要研究重点在石墨烯掺杂改性、抑制界面处的载流子复合和降低器件的反射率等方面.目前,石墨烯/硅肖特基结太阳能电池的光电转换效率(PCE)已由1.65％提升到16.61％.目前,成功应用于提升器件性能的石墨烯掺杂剂主要有HNO3、金属纳米粒子和双(三氟甲磺酰基)酰胺(TFSA)等.其中,HNO3应用最为广泛,但其稳定性较差,采用金属纳米粒子等物理掺杂可以同时提升器件的PCE和稳定性.在石墨烯和硅之间引入Al2 O3、MoS2、量子点等界面层和表面钝化,可以有效地减少硅表面的悬空键,抑制载流子复合,从而提高器件的性能.此外,研究人员通过在石墨烯表面引入TiO2、PMMA、MgF2/ZnS等减反射膜,或在硅表面引入纳米线、多孔硅等微结构,来降低器件的反射率,提高其对光的利用率.本文总结了近年来石墨烯/硅太阳能电池的研究进展,简要介绍了器件的结构和原理,重点介绍了石墨烯掺杂、石墨烯层数选择、硅的纳米或微米结构、减反射膜和界面优化等手段,分析了目前石墨烯/硅肖特基结太阳能电池商业化所面临的问题并对其提出展望,以期为制备效率高和稳定性强的新型石墨烯/硅肖特基结太阳能电池提供一定参考.     

Si基太阳电池用SiNx:H薄膜的研究进展

SiNx:H薄膜因为具有良好的减反射性质和钝化作用,在晶体硅太阳电池(单晶硅、多晶硅)的研究和生产中得到越来越广泛的应用.介绍了SiNx:H薄膜在硅基太阳电池中的减反射和钝化作用,主要制备方法等研究现状,以及面临的问题和今后的研究趋势.     

硅基薄膜太阳电池窗口材料的研究进展

综述了硅基薄膜太阳电池窗口材料的发展及应用现状,比较分析了几种常用窗口材料的光电性能,并讨论了掺杂剂的影响.最后展望了太阳电池窗口材料的研究和发展趋势.     

薄膜太阳能电池的研究进展

综述了目前国际上研究得最多的几种薄膜太阳能电池材料的研究现状和各自的最新进展.包括硅基类(非晶硅、多晶硅、微晶硅)、无机化合物类(碲化镉、铜铟硒、砷化镓)、有机类、染料敏化(二氧化钛、氧化锌)等,并从材料、工艺和转换效率等方面比较和讨论了它们各自性能的优劣,最后展望了这些薄膜太阳能电池材料未来的研究方向及应用前景.     

太阳级硅制备技术研究进展

最近光伏产业发展迅速,对太阳级硅的需求急剧增长,制备太阳级硅的技术成为现在各国的一个研究热点.综述了太阳级硅制备技术的现状,指出了其中存在的能耗高、流程复杂等问题.总结了近几年研究较多的几种太阳级硅制备新方法的技术特点与研究进展,包括真空感应熔炼法、电子束熔炼法、等离子体熔炼法、热交换法、凝固提纯法、熔盐电解法等.并指出B和P等几种元素的去除效果以及能否适合大规模生产等都是这些新技术开发过程中需要注意的问题.     

太阳能电池用多晶硅晶界的EBSD研究

利用电子背散射衍射(Electron back scattered diffraction,EBSD)对太阳能电池用多晶硅的晶界进行了研究.结果表明,太阳能电池用多晶硅中的大部分晶界为大角度晶界,且以特殊晶界∑3和普通晶界为主,同时还存在少量小角度晶界.在制作太阳能电池用多晶硅时,重点要降低小角度晶界和∑3的含量.     

电沉积铜铟镓硒太阳能电池的研究进展

铜铟镓硒薄膜太阳能电池有着巨大的应用前景.介绍了铜铟镓硒太阳能电池的结构和特点,重点介绍了电沉积技术在铜铟镓硒太阳电池中的应用.目前单纯一步电沉积还不能有效控制CIGS薄膜化学计量比,需要化学刻蚀或者和物理气相沉积来调整原子比例,对于工业化生产柔性衬底上辊到辊顺序电沉积是重要的发展方向.     

柔性染料敏化太阳能电池研究进展

从柔性基底的选择、低温法制备纳米晶TiO2薄膜、柔性对电极等几个方面介绍了柔性DSSC的研究进展,重点评述了纳米晶TiO2薄膜低温制备技术,如低温烧结法、微波烧结法、水热法、紫外光照射法和加压法等的优缺点,并展望了柔性DSSC未来的研究方向.