丝网印刷硫化镉/碲化镉太阳电池

日本松下电器公司对硫化镉太阳电池进行了深入的研究。他们认为,在硫化镉电池中,丝网印刷式硫化镉/碲化镉太阳电池比较有发展前途。由于CdS/CdTe太阳电池所用的材料全部都是用印刷方法印刷到基板上去的,所以,这种电池也叫全印刷式太阳电池,其结构如图1所示。下面对这种太阳电池的制作方法作一简要的介绍。     

Cu_xS/CdS太阳电池中铜硫组态变化的研究

测定了Cu_xS/CdS薄膜电池中CdS和Cu_xS层的组成、结构、形貌及电池各组份的原子浓度的深度分布和铜离子的价态变化等。CdS、Cu_xS均按一定的化学计量组成,Cu、Cd是深度的函数,Cu_xS中X值接近2。提高热处理温度或延长时间,可能引起Cd、Cu组份的较大变化。     

薄膜CdS-Cu_2S电池的某些改进

本文介绍了在沉积CdS工艺中防止锌蒸发的方法。用电子扫描和光点扫描分析了CdS薄膜和太阳电池的均匀性。 本文还讨论了CdS的腐蚀机理。用盐酸腐蚀CdS使该电池的反射损失降到2—3％,在阳光下测得电池的转换效率达8.9％,电池面积为4.9cm~2。     

会发电的“陶瓷”

我国的陶瓷产品久负盛名,畅销世界。它是人们生活中不可缺少的日用品。可是你听说过会发电的“陶瓷”吗?原来它是一种利用陶瓷制成的太阳电池,称为陶瓷硫化镉太阳电池。这种电池经阳光照射,就会发出电来。由于它制备工艺简单、造价低廉、使用方便,引起了人们的广泛重视,不久可望成为一种有竞争力的太阳电池在市场上和大家见面。制备陶瓷硫化镉太阳电池的主要工序如下:硫化镉原料预烧—→压片—→高温烧结陶瓷片—→真空蒸镀底电极—→形成硫化亚铜层—→粘接金属栅极—→陶瓷电池。其结构见右图:     

全玻璃封装的硫化镉薄膜太阳电池

用普通窗玻璃作为硫化镉薄膜太阳电池的衬底和囊封材料,制备了供地面条件下使用的全玻璃封装的太阳电池。初步解决了氧化造成的衰降。6.15厘米~2电池的转换效率为5.63％。51厘米~2大面积电池最高转换效率达4.7％。对铬-银衬底、单层减反射膜的应用以及未来电池的成本进行了讨论,认为有可能把峰值功率成本降到1元/瓦左右。     

用喷涂技术制备低成本大面积的Cu_2S/CdS太阳电池的进展及前景

概述了用溶液喷涂法(the solution spraying method)制备Cu_2S/CdS薄膜太阳电池的发展状况,评论了该电池对于大规模地面应用的潜力:现已用喷涂法制得了Cu_2S/Cd_(1-x)Zn_xS薄膜太阳电池,预计转换效率有可能达到15％左右。喷涂电池具有成本低和易于制备的优点,将来大规模工业化生产是有希望的。     

CdS/CuInSe_2异质结薄膜太阳电池

用蒸发方法制备CdS/CuInSe_2(CdS/CIS)异质结薄膜太阳电池。在Mo/玻璃或Mo/Al_2O_3衬底上,用双源法蒸发CIS多晶材料+Cu或CIS多晶材料+Se,通过控制对黄铜矿结构的微小偏离,淀积电阻率不同的两层p-CIS层,然后用蒸发CdS方法,通过控制In的蒸发,在高阻p-CIS层上淀积两层电阻率不同的n-CdS层,并在低阻n-CdS层上蒸发Al栅和SiOx减反射膜,构成n-CdS/p-CIS异质结薄膜太阳电池。对电池的I—V特性和光谱响应特性进行了研究。     

低成本Cu_2S/CdS陶瓷太阳电池研究

多晶Cu_2S/CdS太阳电池是一种有前途的低成本太阳电池,很多国家对此开展了研究。Barnett等人不久前报道了Cu_2S/CdS薄膜太阳电池的阳光效率已达到9.15％。N.Nakayama等人控制烧结时保护气氛中氧的含量,制成n-CdS烧结体,经抛光腐蚀后,用电化学方法处理约60分钟形成Cu_2S,电池的阳光效率最高达9％,扣除栅网面积后效率为11％。     

CdS/p-Si异质结太阳电池的制备与数值模拟

采用物理气相沉积工艺制备了免掺杂的CdS/p-Si异质结太阳电池,通过数值模拟对影响电池效率的主要因素如前电极、背电极功函数材料及前、后表面复合速率进行模拟分析和优化。实验结果表明,CdS薄膜呈现[111]晶向择优生长,具有良好的结晶性。60 nm厚的CdS薄膜在500～1100 nm波长范围内具有较高的光学透过率,与Si的接触电阻ρc=3.1Ω?cm~2。In_2O_3薄膜的平均透过率和方阻分别为90.88%和74.54Ω/,能有效收集载流子。经过工艺优化,在25℃,AM 1.5测试条件下,得到CdS/p-Si异质结太阳电池(面积1 cm~2)效率为10.63%。数值模拟优化后,CdS/p-Si太阳电池的理论最高效率(power conversion efficiency,PCE)可达到25.36%。     

存贮气氛对Cu_2S/CdS太阳电池性能变化的影响

Cu_2S/CdS太阳电池的性能衰退快,寿命短。一般认为是Cu_2S的电化学分解、氧和水汽的氧化造成的。显然,这两种因素都会使电池性能单调下降。但是,我们在观察电池性能衰退的情况时发现:Cu_2S/CdS电池的性能变化并非单调下降的,在某些情况下会呈现性能上升现象。下面是我们的实验结果及简单分析。     

高效率Ⅱ-Ⅵ族(CdS,CdSe,CdTe)量子点敏化太阳电池

简单总结了笔者研究组近三年在量子点敏化太阳电池方面的研究工作.通过发展一些简单可控的合成方法制备了一系列Ⅱ-Ⅵ族量子点敏化的高效率太阳电池.利用连接剂辅助化学浴沉积法,以巯基乙酸为连接剂一步水热制备了单分散CdTe/CdS或CdTe/CdS核壳结构量子点以及量子点敏化的TiO2电极,并分别获得了最高3.80％(CdTe/CdS)和2.83％(CdSe/CdS)的光电转换效率;利用旋涂法在氧化锌纳米线阵列表面依次沉积了CdS/CdSe量子点,并取得了3.45％的光电转换效率;首次利用原位电沉积法在由纳米棒和纳米颗粒共同组成的分等级TiO2微米球电极上直接沉积CdS及CdSe量子点,取得了4.8％的光电转换效率,并用强度调制光电流/光电压谱(IMPS/IMVS)对CdS、CdSe量子点敏化电池和CdS/CdSe量子点共敏化电池进行了动力学研究,该型电池的电子收集效率高达98％.     

扩散对薄膜Cu_2S/CdS太阳电池效率及稳定性的影响

本文报道了用Auger电子能谱研究由真空沉积CdS和化学浸渍Cu_2S制备的新鲜薄膜Cu_2S/CdS太阳电池以及实际使用三年后的薄膜Cu_2S/CdS太阳电池的AES深度分布特征,讨论了扩散现象对薄膜Cu_2S/CdS太阳电池效率及稳定性的影响。指出薄膜Cu_2S/CdS太阳电池效率降低的原因是扩散改变了Cu_2S层的化学组成和加深了Cu过渡区的厚度。     

Cd_(1-x)Zn_xS/Cu_2S异质结太阳电池

用同心双室蒸发源同时把CdS和ZnS蒸镀到镀锌的铜衬底上,制备了Cd_(1-x)Zn_xS(0≤x≤1)固溶体薄膜,并制作了Cd_(1-x)Zn_xS/Cu_2S异质结太阳电池,其最高效率达9.0％。此外,还测量了电池的I—V特性和光谱特性。     

硫化锡薄模太阳电池的重大突破

据1981年6月1日出版的美国《应用物理通讯》(38卷11期)报道,美国特拉华大学能量转换研究所的研究人员,向常规的CdS/Cu_2S太阳电池中掺进10％左右的硫化锌(ZnS),制成所谓混晶Cd_(1-x)Zn_xS/Cu_2S太阳电池,使阳光下电池的转换效率突破了10％的大关,达到     

多元化合物太阳电池

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种：a）硫化镉太阳能电池b）砷化镓太阳能电池c）铜铟硒太阳能电池（新型多元带隙梯度cu（In,Ga）Se2薄膜太阳能电池）Cu（In,Ga）Se2是一种性能优良太阳光吸收材料.     

一种有希望的多晶太阳电池

美国宾西法尼亚州的Ametek应用材料实验室最近研制了一种由CdS,CdTe和ZnTe组成的in-i-p型多晶太阳电池,在2mm~2的电池上太阳电池的转换效率达到10.7％,在4cm~3的太阳电池上也取得了9.4％的转换效率。电池的设计是把宽带隙的n型CdS和p型:ZnTe分布在高电阻率的CdTe两边,这同简单的异质结相比有许多优点,电池制造的每一步都适于大规模低成本生产。现有的沉淀过程都在3″×6″(116cm~2)衬底上进行,然后划开为单个电池,衬底材料是商业可得的涂层玻璃。     

石墨源在CdS蒸发中的应用

采用新型石墨蒸发源,精确控制源温、基板温度和沉积速率,研究了镀膜过程参数对CdS膜电学性质及Cu_2S/CdS电池性能的影响,找出了最佳工艺条件,优选了腐蚀条件,并制成效率高达7.8％(阳光下测试)、重现性好的太阳电池。     

轻薄如纸的太阳电池

干电池是我们最常见的一种化学电池,它是一种将化学能直接转变成电能的装置。而太阳电池则是一种物理电池,它是一种将光能直接转变成电能的半导体器件。到目前为止,世界上最薄的电池是薄膜硫化镉太阳电池,它仅有几十微米厚,比一张平纹的像片还要薄。把它贴在半导体收音机的外壳上,接上导线,受光照射时收音机就可以收听。薄膜硫化镉太阳电池有面积大、重量轻、比功率高、可挠性好、工艺简单、价格便宜、寿命长等优点,最近几年已引起世界各国的普遍重视,我国一些科研单位、学校和工厂,也相继对它的机理,工艺、稳定性和应用等方面进行了较深入的探讨。薄膜硫化镉太阳电池的基本结构如图1所示,它由金属或金属化的塑料基板、硫化镉层、硫化亚铜层、     

用激光扫描光声微探针探测烧结CdS/Cu_2S电池的缺陷

本文首次应用激光扫描光声微探针研究了烧结CdS/Cu_2S太阳电池的结构,提出了探测的物理模型,给出了测定电池表面和次表面裂缝、针眼和多晶颗粒的规正性的结果。     

太阳电池的两种新构型

太阳电池的种类很多,如砷化镓太阳电池、硫化镉太阳电池、无定形硅太阳电池等。这些电池的基本原理虽然不尽相同,但通常都是平面或绒面结构。这里向大家介绍两种新的太阳电池构型,即垂直结太阳电池和V沟道多结太阳电池。图1是垂直结太阳电池的示意图。制作时,首先用各向异性的化学腐蚀方法在硅片上腐蚀形成深沟。然后在深沟内进行扩散,