溶胶凝胶法制备铜锌锡硫太阳电池研究进展

铜锌锡硫(CZTS)是一种原料储量丰富、绿色环保的新型太阳电池材料,已成为国内外薄膜太阳电池领域的研究热点之一。采用溶胶凝胶法制备CZTS太阳电池,原料利用率高、成分可控且设备成本低。该类太阳电池的最高效率也是采用溶胶凝胶法制得。介绍了CZTS的晶体结构、缺陷种类、溶胶凝胶工艺原理以及应用溶胶凝胶法制备CZTS太阳电池的研究进展情况。对进一步提升溶胶凝胶法制备CZTS太阳电池的光电转换效率以及CZTS太阳电池产业化需解决的问题进行了总结,并对其发展前景进行了展望。     

薄膜太阳电池研究进展和挑战

近十几年来,由于一系列新材料、新结构和新工艺的引入,传统薄膜太阳电池技术,如非晶硅(a-Si)、碲化镉(Cd Te)、铜铟镓硒(CIGS)都得到显著的提高,一些新兴薄膜太阳电池技术,如金属卤化物钙钛矿(metalhalide perovskite,PSC)、铜锌硒硫(CZTS)、硒化锑(Sb_2Se_3)也得到快速发展。其中CdTe、CIGS、PSC薄膜太阳电池的转换效率都大于22%。CdTe、CIGS薄膜太阳电池的产业化和规模应用也取得了很大的进展。薄膜太阳电池技术经过这十几年的研究,厚积薄发,为今后的进一步发展打下了更加坚实的基础。文中选取a-Si、CdTe、CIGS、PSC薄膜太阳电池的主要技术进展、发展趋势、产业化现状和面临的挑战进行论述。     

铜铟镓硒薄膜太阳电池辐照效应研究

高性能、高可靠性、质量轻、抗辐照能力强、低成本是未来空间用太阳电池技术的主要发展方向。铜铟镓硒薄膜太阳电池最高转换效率已突破21%,并具有轻质、抗辐照能力强等特点,是最具有空间应用前景的新一代太阳电池。总结了国内外铜铟镓硒薄膜太阳电池辐照效应的研究状况,阐述了铜铟镓硒薄膜太阳电池辐照效应研究差异的主要原因,指出了未来铜铟镓硒薄膜太阳电池辐照效应的研究方向。     

电沉积法制备铜锌锡硫太阳电池均匀性研究

电沉积法制备铜锌锡硫薄膜太阳电池,沉积层均匀性对电池质量起到关键作用。在传统二维比较法的基础上加入了三维统计,建立模型讨论了极板间距、隔板孔边长、隔板位置和导体边框位置对沉积层均匀性的影响。结果表明,极板间距15 mm为最佳,平整度为61.7%;隔板孔边长50 mm为最佳,平整度为79.6%;隔板距离阴极板6 mm处为最佳,平整度为79.9%;导体边框距离阴极板左侧2 mm处为最佳,平整度为79.5%。考察了制备中整个电极板的均匀性,给出了统计的平整度和三维视图,有助于改进电沉积法制备CZTS电池的工艺,提高CZTS前驱体的质量。     

铜铟(镓)硒薄膜太阳电池吸收层制备研究

铜铟(镓)硒(CIGS)薄膜太阳电池有非常高的理论转化效率,吸收系数高,稳定性好,对材料缺陷的容忍度高等优点成为了近年来电池研究的热点。介绍了目前国内外制备CuIn(Ga)Se薄膜的方法,包括真空蒸法,溅射法、电沉积法,溶剂热法,溶胶凝胶法等,阐述了每种方法制备出的铜铟(镓)硒薄膜的组成、微观结构、光伏性能及它们之间的联系。     

CIGS薄膜太阳电池柔性化

铜铟镓硒(copper indium gallium di Selenide,CIGS)被公认为最佳的薄膜太阳电池材料之一,CIGS薄膜太阳电池是一种高效的薄膜太阳电池。分析了柔性CIGS薄膜太阳电池的结构、衬底材料的选择、扩散垒的作用、吸收层和缓冲层的制备和特性,介绍了不锈钢箔、铝箔聚酰亚胺等柔性衬底CIGS薄膜太阳电池的研发情况,最后展望了柔性CIGS薄膜太阳电池的应用前景。     

日本Solar Frontier与IBM共同研发CZTS薄膜光伏技术

日前，日本Solar Frontier公司与IBM公司已签订协议，将共同研发铜锌锡硫（CZTS）薄膜光伏技术。IBM公司于2010年2月已利用储量丰富的多种材料制造出能量转换效率可达9．6％的太阳能电池，并于近日宣布，该企业与旺能光电（DelSolar）公司已就CZTS技术共同研发达成一致意见。     

澳新南威尔士大学研制出无毒且柔韧性强的薄膜太阳能电池

正澳大利亚新南威尔士大学近日宣布,该大学研究人员研制出一种无毒且柔韧性强的薄膜太阳能电池。新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院的科研团队研制出名为"CXTS"的太阳能电池板,该电池板利用薄膜芯片技术,而其芯片材料源自地壳中富含的铜、锌、锡和硫元素,避免了传统大型薄膜太阳能电池产生的毒性问题,材料成本也相对较低。     

薄膜太阳电池

硅太阳电池的应用日趋广泛,但昂贵的原材料成为其发展的瓶颈。薄膜太阳电池由于只需使用一层极薄的光电材料,材料使用非常少,并可使用软性衬底,应用弹性大,如果技术发展成熟,其市场面将相当宽阔。文章就迄今被人们广为关注的各类薄膜太阳电池,即非晶硅薄膜太阳电池、微(多)晶硅薄膜太阳电池、铜铟硒薄膜太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池、染料敏化薄膜太阳电池和有机薄膜太阳电池的发展概况、技术难点和优缺点进行了论述。     

铜锌锡硫薄膜太阳电池研究进展

Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的组成元素在地球上含量丰富,安全无毒,非常适合用来发展高效、廉价的太阳电池。目前,CZTS薄膜太阳电池的光电转换效率已经超过12%。总结了近年来CZTS薄膜太阳电池的研究进展情况,指出非真空工艺制备CZTS吸收层的可控性更强,更有利于提高电池性能。最后提出了优化CZTS薄膜及太阳电池性能的关键技术问题,并展望其未来发展趋势。     

薄膜基板太阳能电池的高效率化技术

为实现薄膜基板太阳能电池的高效率化,富士电机最近开发了利用微晶硅（μc—si）的太阳能电池。做晶硅太阳能电池需要在高速下制膜（desposition）,尽管高速制膜与转换效率之间存在着折衷关系,但通过制膜方法与条件的改善,在4倍于初期的制膜速度下,达到了等于或高于初期开发阶段的高转换效率。如将这些技术应用于多结（multi-junction）太阳能电池中,则可达到比现有薄膜基板太阳能电池更高的稳定转换效率11．7％：     

有机系列太阳能电池的现状及发展

本文阐述了太阳能电池的详细分类及其相应的光电转换效率,尤其对有机系列中的色素增感太阳能电池和有机薄膜太阳能电池近期的研制情况及其发展趋势做了介绍,无论光电转换效率还是耐久性的提高都是显著的。此外,还有诸多形式的有机、无机混合式太阳能电池,均在朝高效率、长耐久性兼具的太阳能电池进展。     

薄膜太阳能电池在荒漠电站的应用前景分析

以内蒙古阿左旗某MWp级并网太阳能光伏发电工程为例,通过对相同容量多晶硅和非晶硅/微晶硅薄膜光伏发电单元在发电量、占地面积、初投资等方面的比较,得出在荒漠地区建设大型并网光伏电站,非晶硅/微晶硅薄膜电池的综合经济效益优于多晶硅的结论。认为非晶硅薄膜电池在我国大型并网光伏发电领域应用前景广阔,发展潜力巨大。     

CIGS薄膜太阳能电池研究进展

薄膜太阳电池以其低成本吸引越来越多的研究者。CIGS薄膜作为光伏材料,其光电转化效率高,性能稳定,CIGS薄膜太阳能电池成为各国研究的热点之一。近来研究主要关注CIGS薄膜太阳电池大面化、薄膜效率影响因素和工艺研究。本文主要介绍CIGS薄膜电池近年来的研究进展。     

热氧化温度对基于硅纳米线阵列太阳电池性能的影响

通过干氧热氧化方法在硅纳米线阵列表面生长一层SiO2钝化膜,研究不同热氧化温度对硅纳米线阵列的钝化效果的影响。实验结果表明,在850℃热氧化温度下得到SiO2钝化膜具有最佳的钝化效果。经过该方式钝化后的硅纳米线阵列具有最大的有效少子寿命,最好的内量子效率曲线,以及最好的太阳能转换效率。与未做热氧化钝化处理的基于硅纳米线阵列电池相比,该电池的短路电流、开路电压和转换效率分别提高了96mA、12．7mV和0．99％。     

ZAO特性及其在CIGS电池中的应用

透明导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxides,简称TCO)用途广泛,介绍了TCO应用于光伏领域中的铜铟镓硒薄膜(CIGS)太阳电池,是CIGS太阳电池中不可缺少的一部分。简要阐述了其可见光范围内的透明性和导电性及其成因,以及作为CIGS薄膜太阳电池中窗口层的作用。将ITO和ZAO透明导电薄膜在CIGS太阳电池的应用进行相比,以掺铝的氧化锌(ZnO∶Al简称ZAO)透明导电薄膜为例,对其性能、制备方法及过程进行了简要阐述,并概括了大面积ZAO薄膜的性能。     

薄膜太阳能电池在荒漠电站的应用前景分析

以内蒙古阿左旗某MWp级并网太阳能光伏发电工程为例,通过对相同容量多晶硅和非晶硅/微晶硅薄膜光伏发电单元在发电量、占地面积、初投资等方面的比较,得出在荒漠地区建设大型并网光伏电站,非晶硅/微晶硅薄膜电池的综合经济效益优于多晶硅的结论.认为非晶硅薄膜电池在我国大型并网光伏发电领域应用前景广阔,发展潜力巨大.     

MOCVD—SnO_2薄膜对Si太阳能电池性能的影响

用MOCVD法在α-Si太阳能电池上沉积SnO_2薄膜作为减反射层,约80nm厚的SnO_2薄膜可相对提高电池转换效率34%.     

铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池

介绍了铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池的性能、优点以及应用范围;阐述了柔性薄膜太阳电池的国内外研究现状、发展趋势;特别介绍了柔性薄膜太阳电池的典型结构以及柔性衬底材料的要求和选择,底电极、吸收层、缓冲层、窗口层、减反射膜、上电极等各功能层的制备工艺等,同时简要介绍了其产业化面临的困难和挑战.