ZnO薄膜对CIGS太阳电池性能的影响

采用交流磁控溅射制备高阻ZnO和直流溅射ZnO：A1薄膜,研究几种溅射工艺条件与ZnO薄膜性能关系以及对铜铟镓硒(CIGS)光伏电池的影响。通过不同的工艺参数改变控制,得到了性能优良的ZnO薄膜,同时表明电池窗口层ZnO薄膜工艺参数对铜铟硒电池性能影响至关重要。尤其是ZnO薄膜的电阻率和迁移率,这两项指标的优化可以使电池的填充因子有10％以上的提高。不论是高阻ZnO还是低阻ZnO薄膜对电池的填充因子都有着重要的影响,采用优化工艺所制备的C1GS光伏电池窗口层ZnO薄膜以后,目前研制的电池转换效率已达到12．1％。     

碘三离子后处理对钙钛矿太阳电池的影响研究

采用碘三离子(I₃^-)作为提升钙钛矿太阳电池性能的界面修饰材料,对钙钛矿体相及上层空穴传输材料的接触界面进行修饰和改性,钝化光活性层上表面缺陷,以优化光电转换器件的转换效率。由反溶剂法和后处理的形式,制备平面异质结电池,运用该界面钝化策略改善后的器件效率达到18.9%,且电池的稳定性也得到增强,600 h后仅有5%的性能衰减。通过物相和光电性质等表征与测试,系统地研究电池的形貌及性能参数,探究不同浓度的I₃^-对器件性能的影响作用和机理。研究发现,该缺陷钝化策略对钙钛矿膜层进行处理后,能有效改善钙钛矿材料的结晶性,减少其表面陷阱态缺陷,降低钙钛矿与空穴传输层的载流子界面传输势垒,且I₃^-与钙钛矿能形成钝化层,起到隔绝水氧的作用,使其稳定性得到改善。     

MoO3界面修饰提升刮涂钙钛矿太阳电池性能

在空穴传输层Spiro-OMeTAD和Ag电极之间引入三氧化钼(MoO₃)空穴修饰层,并研究其对空气中刮涂的钙钛矿太阳电池光伏性能的影响,结合导电性测试、稳态光致发光光谱和水接触角测试等探究其影响机制。实验和测试结果表明MoO₃可提升空穴传输能力和减小界面电阻,同时对下方的Spiro-OMeTAD及钙钛矿起到保护作用,可减缓空气中水氧侵蚀。基于MoO₃界面修饰层的在空气中刮涂制备的钙钛矿太阳电池光电转换效率由15.14%提升至18.30%,尤其是填充因子的平均值由60%提升至76%,电池稳定性得到改善,未封装电池在400 h后仍保持初始效率的90%。     

电子传输层锂盐掺杂对Cs2AgBiBr6双钙钛矿太阳电池性能的影响研究

电子传输层是影响钙钛矿太阳电池性能的重要因素。常用的介孔二氧化钛(mp-TiO₂)电子传输层存在较多表面缺陷,电荷提取效率较低,复合几率高。利用双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiTFSI)对mp-TiO₂进行锂盐掺杂,并将其应用于Cs₂AgBiBr₆双钙钛矿太阳电池(下文简称为“Cs₂AgBiBr₆太阳电池”)中,以研究锂盐掺杂对Cs₂AgBiBr₆薄膜和Cs₂AgBiBr₆太阳电池性能的影响。研究结果表明：1)锂盐掺杂改善了Cs₂AgBiBr₆薄膜的结晶度,降低了其缺陷态密度,促进了电子传输层/钙钛矿界面处的电荷转移;2)掺杂的锂盐最优质量浓度为10 mg/mL,在该掺杂浓度下制备的Cs₂AgBiBr₆太阳电池的短路电流密度从1.92 mA/cm²提升到2.43m...     

Sb2Te3薄膜的性质及光伏应用

采用真空共蒸发法在室温下沉积Sb-Te薄膜,在N2气氛中进行573K退火处理,制备出符合化学配比的Sb2Te3薄膜。将Sb2Te3薄膜用作CdTe太阳电池的背接触层,在不同温度下进行了快速退火处理,获得了效率为12.34%(Voc=805.9mV,Jsc=25.1mA/cm2,FF=0.61)的小面积太阳电池。     

衬底对CuInSe2薄膜太阳电池性能的影响

通过I-V曲线的测量,着重研究了衬底对CuInSe2（GIS）薄膜太阳电池性能的影响,结果表明,衬底中钠离子向薄膜的渗透对提高效率具有重要作用,此外必须考虑热膨胀系数的匹配问题,对Mo背接触溅射的最佳工作条件进行了讨论。     

添加剂提高宽带隙钙钛矿太阳电池的性能

该文研究聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）对宽带隙钙钛矿薄膜及电池的影响。研究发现PSS添加剂可改善宽带隙钙钛矿薄膜的形貌,提升结晶度并减少缺陷态密度,这有利于抑制混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜的相分离问题。J-V测试结果表明钝化后的宽带隙钙钛矿太阳电池性能得到明显提升。在掺有PSS的宽带隙钙钛矿太阳电池中,开路电压最高可达1.23 V,效率最高可达20.54%,并且相分离被抑制后的封装钙钛矿太阳电池稳定性显著改善,在一个太阳连续光照500 h后,电池效率仍可保持在初始效率的81.9%（氮气环境,温度40℃）。     

抗氧化小分子体掺杂对锡铅钙钛矿太阳电池性能的影响

锡铅钙钛矿中存在各种缺陷,且Sn²⁺容易被氧化成Sn⁴⁺,从而导致太阳电池的转换效率和稳定性较差。研究发现4-香豆酸(p-C)的引入可显著改变薄膜的表面形貌、有效提高结晶性,且抑制Sn²⁺的氧化,有利于提高钙钛矿层与传输层之间的能级匹配度。通过对钙钛矿光吸收层的缺陷进行钝化,可显著提升太阳电池的光电特性。最终,锡铅钙钛矿太阳电池的开路电压提升65 mV,光电转换效率由18.14%提升至20.37%,并且电池稳定性得到显著提升。     

热氧化生长的SiO2钝化膜对晶体硅太阳电池性能的影响

使用干氧热氧化的方法在晶体硅太阳电池表面生长SiO2钝化膜。结果表明:在780℃下生长的氧化薄膜钝化效果较好,实验检测少子寿命提高了8.3μs,以此为基础制备的太阳电池转换效率达到17.38%。实验还对氮气气氛下的氧化进行研究,发现当氮气流量为10L/min时,能强化薄膜的钝化效果,少子寿命可提高9.4μs。     

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。     

多晶硅薄膜太阳电池厚度和晶粒尺寸对其性能的影响

利用PC1D计算了结构为n^ /p小和n^ /p—p^ 多晶硅薄膜太阳电他的品粒尺寸和薄膜厚度对其Voc，Jsc和η的影响。计算结果表明：对无陷光结构的多晶硅薄膜太阳电池，要获得10％的效率，薄膜厚度至少应大于22μm；晶粒尺寸大于薄膜厚度的4倍时，晶界复合对载流子寿命的影响可以忽略；同时表明：太阳电他的背表面场(BSF)对提高多晶硅薄膜太阳电他的性能具有很大的作用。     

微孔缺陷对晶硅太阳电池性能的影响研究

铸锭晶硅材料的微孔缺陷,是影响太阳电池光电转换性能的重要因素。本文对晶硅材料的微孔缺陷在电池工艺中的形态变化进行了研究,试验结果证实,该微孔缺陷是导致电池并联电阻降低的主要原因。本文利用透光测试技术分析了晶片中的微孔缺陷,结合激光扫描共聚焦显微(LSCM)技术对漏电区域的形貌进行分析研究,实验结果表明,微孔缺陷与电极重合将导致表面金属浆料的塌陷,是形成电池漏电的主要原因。     

Cu（In,Al）Se2薄膜太阳电池

Cu(In,Al)Se2(CIAS)化合物薄膜太阳电池属于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物薄膜太阳电池,由同族的Al来替代CuInSe2(CIS)中的In,及Cu(In,Ga)Se2(CIGS)中的Ga和In。具有黄铜矿结构的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物半导体材料可作为吸收层用于光伏电池。用渗入CIS中得到具有黄铜矿结构的CIGS,并且可根据Ga/(In+Ga)调节禁带宽度提高转化效率,但Ga的掺入调节禁带宽有限。以Al替代Ga,不仅可大幅降低成本,同时由于形成CuAlSe2相的能隙为2.7eV,因此调节Al/(In+Al)的比例可更宽泛地调节Cu(In,Al)Se2(CIAS)能禁带宽度。目前CIAS制备工艺以真空镀膜方法为主,包括真空蒸镀、磁控溅射、脉冲激光等。在非真空方法中,研究者们尝试了电沉积的方法成功制得单相的CIAS吸收层薄膜,而用如丝网印刷等低成本工艺CIAS薄膜尝试还少见报导。本文详细介绍了CIAS制备方法及工艺,并提出CIAS研究的一些建议。     

CdS/CdTe太阳电池中CdS多晶薄膜的结构和光学性能

采用XRD,AFM,XPS和光学透射谱对化学水浴法制备的CdS多晶薄膜进行了测试分析。刚沉积的CdS多晶薄膜均匀、透明、致密,主要呈现立方结构;Cd和S的原子百分比约为1 10;能隙(Eg)约为2 47eV。在不同温度下后处理会出现六方结构和3CdSO4·8H2O衍射峰,同时晶面择优取向发生了变化。通过沉积高质量的CdS薄膜,获得了效率约13 4%的CdS/CdTe小面积太阳电池。     

Ce掺杂以及氧缺陷对LaFeO3(010)表面气体吸附的影响

基于第一性原理,研究了尾气中的CO、NO和O₂在LaFeO₃(010)和LaCeFeO₃(010)表面的吸附特性,同时研究了引入氧缺陷对表面吸附特性的影响．结果表明,掺杂Ce后,LaFeO₃(010)的氧空位生成能由原来的1.59 eV增大至1.88 e V,使得其表面氧原子更难以脱出形成氧空位．但是,Ce掺杂表面对O₂、NO以及CO的吸附能力增强,其中对NO吸附的影响最为显著．此外,氧空位缺陷能够极大地提升NO的吸附能力,对于CO吸附影响则比较小．     

乙酸钾修饰界面用于高效稳定的钙钛矿太阳电池

使用乙酸钾(KAc)修饰电子传输层,正置结构的SnO₂/perovskite界面使用其具有的羧基和碱金属阳离子调节能级。研究发现,KAc薄膜的引入会对钙钛矿薄膜产生一定的表面陷阱钝化作用,表现出非辐射复合的减少以及体内和界面电荷复合的抑制。此外,调节钙钛矿晶体的生长,产生晶粒尺寸从450 nm增至600 nm且无针孔的钙钛矿薄膜,缺陷密度显著降低。结果表明,通过使用KAc来修饰电子传输层,可明显减少SnO₂电子传输层的缺陷及能级差;优化后的太阳电池效率提高7.63%,量子效率(IPCE)从87.3%增大到90.1%。     

TiO_2/SiO_2双层减反膜在太阳电池上的应用

利用二氧化硅(SiO_2)对太阳电池表面的钝化作用,对传统的二氧化钛(TiO_2)单层减反膜进行了改良.基于理论模拟分析了光反射率随膜层(TiO_2/SiO_2)厚度变化规律,结合实验上SiO_2最佳厚度经验值,制备了晶体硅太阳电池(即TiO_2/SiO_2/Si),并和SiN_x/Si结构的晶体硅太阳电池相比较.分别测试了少子寿命、反射率、电性能参数等,结果表明这种改良后的TiO_2减反膜也可以取得很好的减反效果和钝化效果.镀有TiO_2,SiO_2双层膜与SiN_x减反膜绒面晶体硅片的积分反射率分别为4.9%和3.9%;使用以上两种不同减反膜制备的太阳电池的开路电压均可达到0.62V.可见这种TiO_2双层膜有望在将来的生产中得到具体应用.     

SiON／SiN太阳电池双层减反膜的性能研究

报道了用电子回旋共振化学气相沉淀积技术淀积ＳｉＯＮ／ＳｉＮ双层硅太阳电池减反膜的实验研究。用红外吸收谱，俄歇电子谱以及二次离子质谱等实验方法对薄膜的组分，结构２，界面过渡区的特性以及膜层中的氢分布进行了分析，实验表明：在制备减反射膜中，要获得较佳的减反效果，应尽量降低淀积温度，增大微波功率。     

质子辐照下三结GaAs太阳电池性能衰退分析

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤评价方法。结果表明,在三结GaAs太阳电池中,40 keV能量的质子辐照对中电池的影响最小;100和150 keV能量的质子辐照主要对中电池基区造成影响,导致电池性能一定程度上的衰退;70 keV能量的质子辐照对于中电池结区的影响最大,从而导致量子效率QE和并联电阻R_sh的变化最为明显。     

2019年中国光伏技术发展报告——新型太阳电池的研究进展(1)

详细介绍了2018年国内外在钙钛矿太阳电池、有机太阳电池、染料敏化太阳电池、量子点太阳电池等新型太阳电池方面的研究成果和产业化进展。