硅基薄膜太阳电池研究进展

硅基薄膜电池主要包括氢化非晶硅电池、氢化微晶硅电池、多晶硅薄膜电池以及硅薄膜叠层电池.本文归纳了硅基薄膜材料和器件的微观结构、光学和电学特性,讨论了硅基薄膜电池性能的优化设计,并介绍了近期的研究进展情况,比如,氢化非晶硅抗反射涂层、晶粒为几个纳米的微晶硅材料、中间插入反射层的新型叠层电池结构以及具有高稳定性的多晶硅薄膜电池CSG.     

柔性衬底硅薄膜太阳电池中ZGO薄膜的应用

在室温下,采用孪生对靶直流磁控溅射工艺,在玻璃衬底上制备出高质量的Ga掺杂ZnO(ZnO:Ga)透明导电膜。研究了薄膜厚度对薄膜的结构、光学及电学特性的影响。制备的ZnO:Ga是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向。随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,晶粒增大。优化反应条件,薄膜的电阻率达到4.69×10-4Ω.cm,在可见光范围内平均透过率达到了85%以上。将不同厚度的ZnO:Ga薄膜(350～820 nm)在柔性聚酰亚胺衬底nip非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池中,随厚度的增加,电池的填充因子和效率都得到了提高,得到聚酰亚胺衬底效率7.09%的a-Si薄膜太阳电池。     

MOCVD制备用于薄膜太阳电池的ZnO薄膜研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长技术,采用二乙基锌(DEZ)作Zn源和H2O作O源,使用B2H6 为掺杂气体,制备出了光电特性稳定的低电阻率、高透过率的ZnO薄膜。制备条件为:衬底温度160 ℃,DEZ的流量为342μmol/min,H2O流量为500μmol/min,反应气压为5×133.32 Pa,B2H6 流量为5 sccm,掺杂手段为气体掺杂。在薄膜面积为10 cm×10 cm、厚度为550 nm时,方块电阻为40Ω/□。透过率>85%。     

硅薄膜太阳电池抗反射微纳结构研究

在硅薄膜太阳电池中,灵活的光学设计可以实现表层的零反射损耗,增大吸收层中光的透射率,从而提高薄膜太阳电池的光收集能力。在薄膜太阳电池吸收层表面设计了矩形介质光栅。利用严格耦合波理论和模态传输理论研究了光栅结构参数对反射率的影响。考虑到AM1.5 G太阳能光谱和a-Si的吸收光谱,光栅参数进一步优化。由于微加工的误差,使得矩形光栅变成梯形光栅,必然会影响硅薄膜太阳电池表面反射率。研究结果表明,长周期光栅同样可以实现低反射率,在工艺上也容易实现。采用梯形光栅可进一步降低表面反射率,并且在太阳光入射角为-40°~+40°的范围内保持在6%以下。     

未来的清洁能源——硅基薄膜太阳电池

本文综述了太阳电池的研究现状和发展趋势，对各种制备方法以及各类薄膜太阳电池分析了各自的优缺点。最后对太阳电池的未来应用进行了简单的预测。     

硅薄膜太阳电池高效陷光结构的研究

利用严格耦合波分析方法和模式传输线理论,对硅薄膜太阳电池结合DBR（Distributed Bragg Reflector,分布布拉格反射器）和衍射光栅的叠层底部背反射器结构进行了优化设计。结果表明,光栅周期、光栅厚度和光栅宽度分别为0.5λg、0.18λg、0.48λg（λg为硅的带隙波长）以及对应的DBR中心波长为0.85μm时,太阳电池对光子的总吸收最强,且总吸收的提高主要来自于对长波光子的吸收增强,提高了薄膜太阳能电池对长波光子的陷光能力。     

微晶硅薄膜太阳电池中孵化层研究

对甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备的微晶硅薄膜太阳电池进行了研究.喇曼测试结果显示:微晶硅薄膜太阳电池在p/i界面存在着一定的非晶孵化层.孵化层的厚度随硅烷浓度的增加或辉光功率的降低而增大.可以通过适当的硅烷浓度或适当的辉光功率来降低孵化层的厚度.     

微晶硅薄膜太阳电池中孵化层研究

对甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备的微晶硅薄膜太阳电池进行了研究.喇曼测试结果显示:微晶硅薄膜太阳电池在p/i界面存在着一定的非晶孵化层.孵化层的厚度随硅烷浓度的增加或辉光功率的降低而增大.可以通过适当的硅烷浓度或适当的辉光功率来降低孵化层的厚度.     

有机太阳电池活性层薄膜的光电性能研究

采用旋转涂覆方法制备了常用于有机太阳电池活性层的MEH-PPV聚合物薄膜及其单层夹心结构器件,通过透射光谱测量研究了薄膜的折射率、消光系数、介电常数、光导率和禁带宽度等光学常数,结果表明该薄膜具有直接带隙半导体的光学性质,其直接禁带宽度为2.17 eV.另外,通过分析器件的电流一电压特性研究了薄膜的电导率和载流子迁移率等电学性质.这些实验结果对于有机太阳电池的结构设计及其优化具有一定的参考价值.     

由复合薄膜测定单层薄膜的杨氏模量

本文介绍了由复合薄膜测定单层薄膜的杨氏模量的一种新方法。考虑到圆膜形成时的初始变形 ,本文采用了球壳模型 ,通过测量圆形复合薄膜在集中载荷作用下的变形 ,获得其中单层薄膜材料的杨氏模量。以 PZT/Pt/Ti/Si O2 复合薄膜试样为例 ,测得单层 PZT薄膜的杨氏模量为 1 1 9± 1 2 GPa。这一数据应用于 PZT微悬臂梁的振动分析 ,发现 ANSYS谐振模拟和实验测试结果相符。     

硅薄膜太阳电池的电致发光与Ⅰ-Ⅴ特性研究

研究了薄膜太阳电池电致发光特性,并运用AAA极太阳模拟器测试其I-V特性。采用高灵敏度光谱仪检测薄膜电池电致发光的光谱波长在860 nm之间,讨论其对 应禁带宽度为1.12 eV;运用制冷的CCD相机探测电致发光的EL 图像,分析不同的薄膜电池在相同偏 压80V下电致发光强度与其电性能的内在关系;研究不同偏压35 V\ 55 V\80 V下,电压、电流与薄膜电池的 EL发光强度正相关性;结果分析表明串联电阻太高对电压具有分压作用导致发光光谱强度 减弱,并联电阻 太低具有分流作用电致发光强度减弱,通过电致发光检测和电性能测试相结合可为硅薄膜电 池的工艺改进提供快速、准确的判断依据。     

高效低成本硅太阳电池

SunPower公司发布了高效率低成本硅太阳能电池A -300。A -300以独特的背面接触式设计为基础 ,采用最大化工作单元区和隐藏混乱的连线 ,非常易于实现自动化生产。A -300效率高于20 % ,相比之下 ,现有电池的效率仅为12 %～15 %。该器件经国家可再生能源实验室(NREL)测定 ,其效率达到20.4 %。125mm的单晶硅A -300电池可产生3W电能 ,是光电(PV)业每瓦成本效率最高的解决方案。A -300硅太阳电池在小于17平方米的面积上能提供3kW功率 ,从而使SunPow er的客户能设计出面积利用率最高的建筑方案。A -300太阳电池是屋顶系统、通信、集成了PV…     

薄膜太阳电池研究综述

薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜(非晶硅、多晶硅)、多元化合物类(碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等)、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。     

薄膜太阳电池的最新进展

介绍了薄膜太阳电池在光伏技术中的地位,概述了包括多晶硅、非晶硅、CdTe、CuIn1-xGaxSe2(CIGS)在内的薄膜太阳电池的发展状况.多晶硅,非晶硅太阳电池的生产技术成熟,商业化程度高,是目前太阳电池开发与应用的重点,随着技术和工艺水平的提高,CdTe和CIGS等新型太阳电池商业化必将带来能源领域的新变革.文章同时还给出了这些太阳电池的未来研究方向.     

高效太阳电池硅衬底特性对原子层沉积Al2O3薄膜钝化性能的影响

Atom layer deposition （ALD）-Al2O3 thin films are considered effective passivation layers for p-type silicon surfaces. A lower surface recombination rate was obtained through optimizing the deposition parameters. The effects of some of the basic substrate characteristics including material type, bulk resistivity and surface morphology on the passivation performance of ALD-Al2O3 are evaluated in this paper. Surface recombination velocities of 7.8 cm/s and 6.5 cm/s were obtained for p-type and n-type wafers without emitters, respectively. Substrates with bulk resistivity ranging from 1.5 to 4 Ω · cm were all great for such passivation films, and a higher implied Voc of 660 mV on the 3 Ω · cm substrate was achieved. A minority carrier lifetime （MCL） of nearly 10 μs higher was obtained for cells with a polished back surface compared to those with a textured surface, which indicates the necessity of the polishing process for high-efficiency solar cells. For n-type semi-finished solar cells, a lower effective front surface recombination velocity of 31.8 cm/s was acquired, implying the great potential of （ALD）-Al2O3 thin films for high-efficiency n-type solar cells.     

硅缓冲层提高选区外延生长硅基锗薄膜质量

研究了Si缓冲层对选区外延Si基Ge薄膜的晶体质量的影响。利用超高真空化学气相沉积系统,结合低温Ge缓冲层和选区外延技术,通过插入Si缓冲层,在Si/SiO_2图形衬底上选择性外延生长Ge薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了Ge薄膜的晶体质量和表面形貌。测试结果表明,选区外延Ge薄膜的晶体质量比无图形衬底外延得到薄膜的晶体质量要高;选区外延Ge薄膜前插入Si缓冲层得到Ge薄膜具有较低的XRD曲线半高宽以及表面粗糙度,位错密度低至5.9×10~5/cm^2,且薄膜经过高低温循环退火后,XRD曲线半高宽和位错密度进一步降低。通过插入Si缓冲层可提高选区外延Si基Ge薄膜的晶体质量,该技术有望应用于Si基光电集成。     

效率高于85%的音频功放

效率高于８５％的音频功放王乃川通常的音频功率放大电路多采用线性放大形式，如甲、乙、两类放大等。这一９电路的优点不少，但其效率均不够高。随着科学技术的发展，寻求一种更高效率的音频范围的功率放大电路，实用意义很大。如果该放大电路得以高度集成化后，会有更强...     

单层二氧化钛薄膜的偏振散射特性

为了用散射法研究单层薄膜表面粗糙度的变化规律,以光学薄膜矢量光散射理论为基础,分析了单层二氧化钛薄膜分别在完全相关和完全非相关模型下的偏振双向反射分布函数,以及P偏振入射光引起的P偏振的BRDFpp随散射方位角的变化关系。理论研究结果表明:随着散射方位角的变化,P偏振入射光引起的P偏振的BRDFpp强烈依赖于膜层界面粗糙度的相关特性。在完全相关模型下,随着入射角的增加,BRDFpp随着散射方位角变化时所出现的谷值会随着入射角的增加而减小。