异质结太阳电池测试标准的研究进展

针对异质结(HJT)太阳电池在I-V测试中遇到的主要问题,归纳总结了迟滞效应的成因和解决方法,以及双面HJT太阳电池的测试标准和评价体系,研究了不同测试参数对迟滞误差的影响,分析了测试台反射率及接触方式对HJT太阳电池I-V测试结果的影响,并通过简述HJT太阳电池亚稳态特性的研究进展,找出HJT太阳电池精确测试的方法,...     

基于P型晶体硅异质结太阳电池的结构设计与性能分析

针对两种a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池结构,应用AFORS_HET软件,分析氢化非晶硅(a-Si:H)和氢化微晶硅(μc-Si:H)两种材料作为背面场时的特性参数对a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池性能的影响。结果表明:P型氢化微晶硅(μc-Si:H(p))为背面场时电池性能得到提高,μc-Si:H(p)的背面场特性是关键因素。最后,优化设计出以a-Si:H为窗口层、μc-Si:H为背面场的a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池TCO/a-Si:H(n)/a-Si:H(i)/c-Si(p)/a-Si:H(i)/μc-Si:H(p)/TCO,并获得20%的转换效率。     

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池计算机模拟

运用AMPS程序模拟计算了p-型非晶硅/n-型晶体硅HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)异质结太阳电池的光伏特性.通过对不同带边补偿情况下的计算结果同文献报道相比较,得出导带补偿小部分(0.18eV),价带补偿大部分(0.5eV)的基本结论.同时还证实,界面态是决定电池性能的关键因素,显著影响电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF).最后计算了这种电池理想情况下(无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1)的理论效率Eff=27%(AM1.5 100MW/cm2 0.40～1.10μm波段).     

激子和载流子输运的研究：Ⅱ.有机p—n异质结固态太阳电池

在实验工作的基础上，提出双层ｐ－ｎ异质结有机太阳电池中激子和载流子输运的理论模型。假设只有扩散到结区的激子和该区产生的激子，才对形成光电流有贡献。这些激子被有机／有机界面的内建场离解成自由载流子。而后，电子在北红（ｎ型有机半导体）层传导，空穴在酞菁（ｐ型有机半导体）层传导。据此，讨论了双层异质结电池的填充因子和光电转换效率均比单层肖特基型电池获得改善的机制。结合实验分析，认为在北红／酞菁异质结电池中北红（Ｍｅ－ＰＴＣ）层和酞菁（ＣｌＡｌＰｃ）层之间存在Ｆｏｒｓｔｅｒ能量转移。     

CdS/CdTe异质结太阳电池串联电阻的理论研究

串联电阻是太阳电池中一个附加的功率损耗．对太阳电池的转换效率、填充因子输出性能等均有较大影响，尽可能的减小串联电阻是提高太阳电池效率和性能所要求的。该文从理论上分析了太阳电池中串联电阻形成的各种因素，特别是对电池TCO层的薄层横向电阻做了较为详尽的理论分析，导出了TCO层薄层横向电阻的理论计算公式，并讨论了减小串联电阻的途径。并将计算值与实验结果进行了比较，两者符合较好。     

体相异质结钙钛矿太阳电池的稳定性

钙钛矿太阳电池的光电转换效率取得了硅太阳电池的水平,然而制约其产业化发展的主要瓶颈是稳定性.为探索其衰减的物理规律,使用新两步连续沉积方法成功的制备了体相异质结钙钛矿太阳电池,其光电转换效率为6.73％.这种方法解决了传统两步法钙钛矿薄膜不均匀和相互扩散两步法反应不完全的缺点.将体相异质结钙钛矿太阳电池放在空气中10、20和80 min时对其稳定性进行测试,发现其光电转换效率会逐渐降低,它的开路电压几乎不变,它的短路电流密度和填充因子逐渐减小.通过交流阻抗测试进一步证实其衰减的主要原因是钙钛矿太阳电池的复合电阻和载流子寿命不断减小.主要原因可能钙钛矿材料在晶界处吸收空气中的水分和氧气,导致其分解.     

聚合物-富勒烯本体异质结太阳电池的发展

综述了有机光伏器件能量转换效率从低于1%到如今12%关键性里程碑事件,简要概述了柔性大面积有机太阳电池生产技术的发展状况。随着10%-10目标(转换效率10%和使用寿命10年)的迫近,有机光伏技术面临着向大面积太阳电池产业化转变的巨大挑战,一些有关有机光伏未来发展方向的意见在本综述中被提出。     

N型单晶硅衬底上非晶硅/单晶硅异质结太阳电池计算机模拟

采用德国HMI研发的AFORS-HET软件模拟了N型衬底非晶硅,单晶硅异质结太阳电池的特性,结果表明随着发射层厚度的增加,短路电流下降,电池的短波响应变差.在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入不同的界面态密度(Dit).发现当Dit1012cm-2·eV-1时,电池的开路电压和填充因子均大幅减小,导致电池效率降低.当在非晶硅,单晶硅异质结界面处加入本征非晶缓冲层后,电池性能明显改善,但是缓冲层厚度应控制在30nm以内.模拟的a-Si/i-a-Si:H/c-Si/i-a-Si:H/n a-Si双面异质结太阳电池的最高转换效率达到28.47%.     

光注入提升晶体硅异质结太阳电池性能的研究

该文制备工业尺寸的晶体硅异质结太阳电池,研究光注入对电池光电性能的影响。实验结果表明：光注入有效提升了晶体硅异质结太阳电池的光电转换效率,经过光注入后电池光电转换绝对效率提升了0.33%,均值达到24.47个百分点。对比光注入前后的光电性能参数,其效率提升的主要因素是光注入使得电池的填充因子被有效提升。结合光注入前后电池的Suns-V_oc测试,证实了光注入能使电池的串联电阻大比例降低。因此,光注入改善电池性能的主要物理原因可归结为：串联电阻的降低提升了电池的填充因子。     

CdTe/CdS异质结特性

从理论上对CdTe／CdS太阳电池CdS/CdTe异质结的特性进行了研究和讨论，结果表明可以简单利用改变CdTe、CdS两种半导体材料的掺杂浓度来改变CdS/CdTe异质结的能带结构。针对不同的能带结构采用了不同的物理模型，得到的CdS/CdTe异质结伏安特性曲线有一折点，且折点位置随异质结能带结构的变化而变化。     

CdS／CdTe－CdS／Cu_2S异质二重结薄膜太阳电池的设计与计算

根据半导体材料的性能参数，考虑光电压Ｖ和耗尽区宽度Ｗ的变化对光电流ＪＬ的影响，较严格地计算了ＣｄＳ／ＣｄＴｅ和ＣｄＳ／Ｃｕ２Ｓ两种异质结单晶薄膜太阳电池的光伏特性曲线。然后在的条件下，对由上述两种异质结构成的二重结太阳电池的ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｓ厚度进行匹配，计算各种组合下二重结太阳电池的光伏特性曲线。理论证明最佳匹配厚度Ｈｍａｘ约为９．０６μｍ，最大短路电流、开路电压、转换效率分别为１４．２２ｍＡｃｍ－２、１．３Ｖ和１４、６８％。     

一种聚合物/C60异质结有机太阳电池

用MEH-PPV为给体(空穴传输)、C60为受体(电子传输)首先制备了分层和体异质结结构的两种器件,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/C60/Al和ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:C60/Al。之后又制备了结构为ITO/PE-DOT:PSS/MEH-PPV:C60/C60/Al的第3个器件。作者比较了这3种器件的光伏性质,发现器件3的短路电流密度(JSC)比器件1和器件2的分别增加了300%和150%,开路电压(VOC)分别增加了100%和20%。这主要是由于C60层增加了电子由受体传输到负电极的通道并增大了给体受体界面面积。另一原因是此C60层一定程度地阻挡了空穴从有机物向负极的传输,从而有效地改善了太阳电池的性能。     

热丝化学气相沉积n型nc-Si:H薄膜及nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术制备n型纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜,系统地研究了沉积参数,特别是掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响,获得了器件质量的n型nc-Si∶H薄膜。制备了nc-Si∶H/c-Si HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)结构太阳电池,研究了异质结结构参数对电池性能的影响,初步得到电池性能参数如下:Voc=483mV、Jsc=29.5mA/cm2、FF=70%、η=10.2%。     

异质结光伏组件的发电效果研究

为研究异质结光伏组件的实际发电效果,收集某光伏发电站近两年的发电量数据,得到单块组件的月均发电量.通过对比分析,验证该异质结光伏组件相对于多晶光伏组件在发电效率方面的优越性,且与理论增益相符.通过计算冬夏两季的月均发电量和月均辐照度,证明相比多晶光伏组件,温度升高对该异质结光伏组件的功率影响更小,与理论上异质结光伏组件...     

氢等离子体处理钝化层对高效晶硅异质结太阳电池性能的影响

研究不同时间氢等离子体处理（HPT）氢化非晶硅a-Si:H（i）钝化层对高效晶硅异质结太阳电池（效率>23％）性能的影响。发现适当时间的HPT可改善钝化效果提升电池性能,但过长时间的HPT可导致薄膜钝化效果变差,有效少数载流子寿命降低。分析认为HPT时间过长,H原子进入到a-Si:H（i）薄膜层中,导致薄膜内部SiH₂增多,微结构因子（R）增大,薄膜质量变差。并且,适当时间的HPT改善太阳电池性能的幅度有限,而过长时间的HPT导致电池性能下降却很明显。因此,针对高效率的晶硅异质结太阳电池,应对钝化层沉积之后的HPT工艺进行谨慎控制。     

太阳能光伏系统MPPT控制算法的对比研究

根据光伏太阳电池板的内部结构和输出伏安特性建立光伏方阵的Matlab仿真模型,利用实测的气象光强数据对恒压跟踪法、爬山法、爬山改进法和INC法等4种光伏系统最大功率跟踪(MPPT)控制算法进行计算机仿真,评价每种算法在不同天气的光照变化条件下特别是光照强度迅速变化时的跟踪效果,得出各个算法的优缺点。仿真结果用于指导太阳能光伏系统最大功率跟踪器的设计及其控制算法的选择。     

GaAs太阳电池帽层腐蚀研究--GaAs/AlGaAs薄膜体系的选择性腐蚀

由ｐ＋－ＧａＡｓ帽层和ｐ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ（ｘ＝０·８—０．９）窗口层构成的异质薄膜体系是ＧａＡｓ太阳电池器件中的常规结构。对该异质结构的只腐蚀ＧａＡｓ而不腐蚀ＡｌＧａＡｓ的选择性腐蚀工艺是ＧａＡｓ太阳电池制备过程中的一道关键工序。针对传统腐蚀工艺中出现的腐蚀后露出的ＡｌＧａＡｓ表面呈现彩色的问题,从改进腐蚀液配方角度,围绕通常采用的氨水－双氧水（ＮＨ４ＯＨ－Ｈ２Ｏ２）腐蚀液体系,对该问题作了深入细致的专门研究,并与柠檬酸－双氧水（Ｃ６Ｈ８Ｏ７－Ｈ２Ｏ２）和柠檬酸－柠檬酸钾－双氧水（Ｃ６Ｈ８Ｏ７－Ｋ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７－Ｈ２Ｏ２）腐蚀液体系作对比,最终得到了较满意的氨水－双氧水－磷酸（ＮＨ４ＯＨ－Ｈ２Ｏ２－Ｈ３ＰＯ４）新腐蚀液体系。这种腐蚀液体系不仅可在较宽的溶液浓度范围内实现对高Ａｌ组分ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ异质结构的选择性腐蚀,而且也不会对露出的ＡｌＧａＡｓ外观产生明显影响