蒸发法制备CIGS薄膜太阳电池的研究进展

多元共蒸发技术制备的Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜具有结晶质量高,梯度带隙,成分易于精确控制等优点,被认为是制备高效率CIGS薄膜太阳电池的最佳工艺。目前,该工艺制备的CIGS电池的实验室转换效率已经超过20%,通过改进和优化共蒸发工艺流程,继续提高电池性能、发展柔性衬底薄膜电池、尽快将实验室技术转移为CIGS电池组件的商业化生产成为新的研究热点。主要介绍了共蒸发工艺的特点,以及近年来在制备CIGS薄膜太阳电池及组件方面的研究进展。     

Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2薄膜太阳电池的研究

采用直流溅射方法研究Cu(In0.7Ga0.3)Se(CIGS)薄膜太阳电池的背电极Mo薄膜、吸收层CIGS薄膜、缓冲层ZnS薄膜以及窗口层ZnO:Al(ZAO)薄膜的制备条件,并利用XRD、AFM和SEM对薄膜表面形貌进行表征。根据实验结果制备了性能良好的CIGS薄膜电池,并初步研究了电池的I-V特性,研究发现制备的太阳电池的填充因子大概为36%,并分析影响填充因子的原因。通过反复研究CIGS薄膜电池的制备条件,为制备高效CIGS薄膜电池奠定了基础。     

柔性CIGS薄膜太阳电池的激光划线研究

单片集成是Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池组件的一种形式,可以降低电流和电阻损失,制备的关键步骤是通过划线实现子电池间的隔离和互联。超短脉冲激光划线能降低死区宽度,提高划线质量。为实现一种新型结构CIGS薄膜太阳电池组件的单片集成,采用1 064 nm波长皮秒激光对PI衬底CIGS薄膜太阳电池划线。通过对不同工艺条件划线沟道深度、结构及成分的研究发现,可以实现选择性移除CIGS薄膜太阳电池材料层,露出PI衬底或钼背电极层,划线沟道底部平整、干净,划线两侧整齐,宽度在100μm左右。     

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。     

Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池研究进展(Ⅰ)

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有黄铜矿晶体结构,以它为吸收层的太阳电池称为CIGS薄膜太阳电池.此电池具有如下特点:(1)光电转换效率高.2008年美国国家可再生能源实验室(NREL)研制的小面积CIGS薄膜太阳电池光电转换效率已达到19.9%,是当前各类薄膜太阳电池的最高记录.     

Cu(In,Ga)Se_2薄膜太阳电池研究进展(I)

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有黄铜矿晶体结构,以它为吸收层的太阳电池称为CIGS薄膜太阳电池。此电池具有如下特点:(1)光电转换效率高。     

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。     

Na掺杂工艺对CIGS薄膜及柔性器件性能的影响

采用共蒸发三步法在聚酰亚胺(PI)衬底上沉积CIGS薄膜,研究了Na掺杂工艺对PI衬底生长的CIGS薄膜性质及柔性太阳电池性能的影响。前掺Na工艺可有效改善吸收层CIGS薄膜电学性质,但会阻碍In、Ga互扩散,并导致CIGS薄膜结晶质量下降。这是由于在CIGS薄膜沉积过程中掺入Na原子,影响了薄膜生长的动力学过程。后掺Na工艺在提高吸收层CIGS薄膜电学性质的同时,避免了Na原子扩散对CIGS薄膜结晶质量的影响,最终提高了柔性CIGS薄膜太阳电池性能。     

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。     

CIGS薄膜太阳电池研究进展

由于CIGS电池结构和工艺的复杂性,达到其理论极限值还有很多问题需要光伏科学家们来解决,同时产品在产业化性能方面与实验室水平仍有一定的差距。介绍了CIGS薄膜太阳电池的特点、电池吸收层的制备工艺,介绍了近期部分CIGS电池的研究进展。     

不同方法合成的LiMn_(1.9)Al_(0.05)Mg_(0.05)O_(3.9)F_(0.1)的性能

比较了硝酸盐-氨基乙酸燃烧(GNC)法和溶胶-凝胶(SG)法合成的锂离子电池电极材料Li Mn1.9Al0.05Mg0.05O3.9F0.1的电化学性能。不同的合成方法,导致材料的晶相结构、形貌、比表面积及电化学性能上的差异。与SG法相比,GNC法合成的样品电化学性能更好,在25℃、55℃时,第20次循环的容量保持率分别为98.1%、93.1%。     

合金Pr_(0.15)Tb_(0.30)Dy_(0.55)Fe_(1.85)C_x的结构和磁致伸缩

用电弧炉熔炼法制备了Pr0.15Tb0.30Dy0.55Fe1.85Cx(x=0.0~0.1)合金。分别采用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和应变仪分析了合金的结构、居里温度和磁致伸缩。研究发现,所有样品均呈现单一MgCu2型Laves相结构;随C含量的增加,晶格常数增大、居里温度增高;C元素的引入,对合金的磁致伸缩和磁晶各向异性能产生了一定的影响。     

热处理对La0．7Ni2．65Mg0．3CO0．75Mn0.1合金贮氢性能的影响

利用高频感应熔炼炉熔炼La0.7Ni2.65Mg0.3Mn0.1合金,分别经1073K、1123K和1173K热处理12h进行改性实验,研究了热处理对合金性能的影响。X射线衍射表明,热处理后合金主峰的半峰宽变大,相分布均匀,晶粒细化,合金组织趋于一致。电化学测试结果表明,合金经过热处理以后放电容量和电化学循环稳定性均显著提高,这是因为热处理改变了贮氢合金的晶体结构。合金的动力学性能先上升后下降,这与Mg元素在高温热处理过程中的挥发有很大的关系。经过热处理后合金自放电性能降低,这说明热处理不利于贮氢合金自放电性能的改善。     

自装卸式管(线)材运输车

随着1000 kV特高压东线淮南-上海双回线路建设项目的逐步推进,钢管运输成为需要迫切解决的难题。据悉,特高压东线普通线路所用的钢管设计规格约有50多种,主材钢管直径可达φ965 mm、466.1 kg/m,单根主材重量可能达5 t左右。     

Ce_(0.8)Y_(0.2)O_(1.9)电解质的制备及性能

以金属硝酸盐为原料,碳酸钠为共沉淀剂制备了电解质材料Ce0.8Y0.2O1.9(20 YDC),并对其性能进行了研究。XRD测试表明碳酸盐前躯体经600℃煅烧处理即可得到萤石结构氧化物,TEM观察煅烧后的粉体为分散性较好的球形纳米颗粒。对700℃煅烧的粉体冷压成型后进行烧结性能的研究,SEM分析和致密度的测量表明经1 400℃烧结4 h致密度能达到95%以上。利用两端子交流阻抗谱法在400～700℃空气气氛中测量了电解质的电性能,1 400℃烧结的20YDC电解质在700℃和600℃的电导率分别为0.04、0.015 S/cm,电导活化能为0.85 eV,表明其有望应用于中低温固体氧化物燃料电池。     

LiNi_(0.5)Mn_(0.45)Al_(0.05)O_2的低温燃烧合成

以LiNO3、Ni(NO3)2.6H2O、Mn(NO3)2、Al(NO3)3.9H2O及尿素为原料,用低温燃烧法合成了LiNi0.5Mn0.45Al0.05O2。通过正交实验对合成条件进行了优化,最佳条件为:在600℃点火使原料发生自蔓延燃烧反应,将燃烧产物在750℃回火处理12 h,原料中锂过量10%。XRD、SEM及充放电测试结果表明:此条件下所得产物具有-αNaFeO2型层状结构、球状形貌,以0.1C在2.5～4.6 V充放电,放电比容量在第2次循环时最高,为183.85 mAh/g,第50次循环时仍有167.27 mAh/g。     

Mo对储氢合金RE_(0.78)Mg_(0.22)(Ni_(0.84-x)Co_(0.15)Al_(0.01)Mo_x)_(3.5)的结构及电化学性能的影响

采用XRD分析了La0.50Pr0.22Nd0.06Mg0.22(Ni0.84-xCo0.15Al0.01Mox)3.5(x=0.00,0.01,0.02,0.03和0.04)合金的晶体结构,并且系统地研究了合金的气固相储氢特性和电化学性能。结果表明,合金由Ce2Ni7型结构的A2B7主相和少量的具有CaCu5结构的AB5相构成,晶轴比c/a随着Mo含量的增大而增大。合金在吸放氢过程中的熵变DS和焓变DH与AB5型合金的数值相当。合金的电化学容量随Mo含量的增加而减小,由x=0.00时的381.2 mAh/g下降到x=0.01时的379.5 mAh/g,再至x=0.04时合金的容量最大为362.0 mAh/g;合金容量的衰减速率因Mo的掺入而变大,由x=0.00时的-0.23 mAh/(g.次)降为x=0.04时的-0.97 mAh/(g.次);合金的倍率性能在x=0.01时得以改善,改善幅度为4%。研究表明当x≤0.01时不仅保持了合金的高容量,而且改善了合金的高倍率性能。     

粘结剂含量对(Pr_(0.8)Tb_(0.2))(Fe_(0.4)Co_(0.6))_(1.88)C_(0.05)合金粘结样品磁致伸缩的影响

用HDDR工艺制备Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05合金粉末,用不同的粘结工艺制备粘结样品,用电阻应变片方法测量样品的磁致伸缩性能。结果表明,对不同粘结剂配比的棒状样品,当模压压力为420 MPa、粘结剂含量为8%、磁场强度为9 kOe时,样品的磁致伸缩最大(λa=533×10-6);随粘结剂的增加或减少,样品的磁致伸缩均降低;粘结样品的密度随粘结剂含量的增加而减少。     

电流退火对Co68Fe4.5Si13.5B14微丝巨磁阻抗效应的影响

以去掉玻璃包覆层的Co<,68>Fe<,4.5>Si<,13.5>B<,14>非晶微丝为研究对象,观察电流退火对微丝巨磁阻抗效应的影响.当退火电流为30mA,较长的退火时间有利于材料性能的改善,退火时间延长,非晶芯丝的最大磁阻抗比和磁场灵敏度都会增高.当退火时间为90s,磁场强度H=79.6A/m、频率f=3MHz时,...     

Ba(ZnTi)_xFe_(12-2x)O_(19)铁氧体的磁特性

采用标准陶瓷工艺 ,并进行湿压磁场成型和氧气氛烧结 ,制备了高取向度、低介电损耗的各向异性 Ba(Zn Ti) x Fe12 - 2 x O19多晶六角铁氧体。根据分析 ,我们认为 M型六角钡铁氧体的六面体位 2 b位是一个特殊的四面体位 ,Zn2 +取代了 4f1和 2 b位上的 Fe3+,而 Ti4 +取代了1 2 k和 2 a位上的 Fe3+。