基于MACE的大面积单晶硅基纳微米结构阵列太阳电池研究

通过采用常温、简单、成本低且与产线完全兼容的金属辅助化学刻蚀方法(MACE),在太阳电池正面制备硅纳米线、硅纳微米复合结构以及硅倒金字塔等结构,并且采用不同的钝化方式对太阳电池正面和背面实施钝化,以期提高器件的光学和电学性能.结果表明,在原子层沉积(ALD)的氧化铝对单晶硅纳微米结构上,同时实现了最低的光学减反(1.38%)和最低的表面复合速率(44.72cm/s),基于该结构的n型太阳电池最高转换效率达到21.04%.同时,制备出了光电转换效率为20.0%,PECVD-SiO2/SiNx叠层钝化的标准太阳电池尺寸的p型硅基纳微米复合结构太阳电池器件.进一步研究显示为一种新型硅倒金字塔结构阵列,具备更优异的光电性能.这些基于MACE的纳微米结构阵列太阳电池显示出在新一代高效太阳电池方面的极强竞争力.     

纳米TiO2染料敏化太阳电池的电极修饰和光电复合研究(英文)

染料敏化太阳电池由于其较高的光电转换效率和低成本等因素正越来越受到人们的重视,当前其技术发展最为核心的问题是如何减少暗电流、进一步提高其光电转换效率.本工作对染料敏化太阳电池的光阳极进行了不同方法的TiCl4修饰处理,测量了各种不同修饰处理下的TiO2太阳电池的光电转换性能.通过248?nm波长的准分子脉冲激光辐照下的开路光电压Uoc随时间的衰减变化关系,研究了单色脉冲激光下的染料敏化TiO2太阳电池的光电子复合效应,从中明确了TiCl4修饰对染料敏化TiO2太阳电池暗电流的调制所起的重要作用.     

多晶硅产业对环境的污染初探

多晶硅是太阳能电池材料之一,具有比较高的光电转换效率,但多晶硅产业的发展也导致环境污染的产生。本文主要从多晶硅太阳电池生产环节前期工序（硅提纯）和中期工序（清洁制绒、扩散制结、刻蚀清洁、化学气相沉积PECVD、丝网印刷、电极烧结）中所产生的污染进行论述。     

电泳沉积制备TiO2纳米片作为钙钛矿太阳电池缓冲层

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池自诞生以来,经过十几年的探索与发展,其认证效率由最初的3.8％发展为25.2％.界面问题一直是提升器件光电转换效率的关键.利用电泳沉积法制备TiO2薄膜,以TiO2纳米片为缓冲层制备钙钛矿太阳电池,研究TiO2缓冲层对钙钛矿太阳电池(PSCs)的光电转换效率及载流子运输的影响.结果表明,相对于未加入缓冲层的PSCs,电池的光电转换效率由10.78％提升至12.71％.TiO2缓冲层的加入有效地改善了界面接触问题,降低了电荷转移时的电阻,促进了载流子的运输,明显提高了钙钛矿太阳电池的光伏性能.     

日新月异的光伏技术

永恒的主题：提高光电转换效率 美国Spire半导体公司研发的三结砷化镓太阳能电池的峰值效率达到42．3％．创造了目前太阳能电池光电转换效率的世界纪录。这款电池平台已投入商业使用。     

水热法制备TiO_2致密层及其在钙钛矿太阳电池中的应用

通过水热法在180℃下制备了三种不同厚度的TiO_2致密层并成功应用于钙钛矿太阳电池。通过场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对TiO_2致密层的形貌、成分及晶型进行表征,并利用电流-电压(I-V)特性曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了TiO_2致密层的厚度对钙钛矿太阳电池光电性能的影响。研究表明:随着TiO_2致密层厚度的增加,钙钛矿太阳电池的转换效率先增加后降低,在厚度为300nm时转换效率较高,为3.31%。     

多孔金字塔型黑硅电极的制备及其光电性能研究

介绍了一种不需要抗反射层的多孔黑硅的制备方法.通过两步法在n-硅上合成得到具有梯度折射的多孔金字塔型表面,该表面能有效降低硅片对太阳光的反射,对可见光区太阳光的反射率可降至2.24%,因此,有利于光电转换效率的提高.I-V曲线测试表明:多孔金字塔型硅电极的最大电流密度可达0.969mA/cm2,光电转换效率为22.3%.     

不同掺杂比例对In掺杂CdS量子点敏化太阳电池的影响

采用简单的方法制备了铟掺杂硫化镉(In-doped-Cd S)半导体量子点,并将其作为敏化剂应用到量子点敏化太阳电池中。实验结果表明,In-doped-Cd S相对未掺杂Cd S的导带有所提高,光吸收发生红移,太阳能电池的短路电流、开路电压和光电转换效率均有所改善,当Indoped-Cd S的掺杂比例为1∶5,沉积次数为4次时达到最优,电池的光电转换效率达到了最大值(0.62%)。     

有机太阳能电池

德国多家科研机构合作研制成功以普通有机聚合物为核心的太阳电池。 　　目前的太阳能电池主要依靠硅或稀有金属合金制成的面板实现光电转换，其昂贵的价格妨碍了太阳能电池的普及。德国科研机构发现，普通 PVC塑料颗粒就可以实现光电转换。 　　研究人员发现，当塑料粒子受阳光照射时，其表面碳原子的电子振动明显加快，振幅加大，但返回碳原子轨道的速度却慢得多，这样在若干微秒的时段内就形成了电子－空穴对。 　　为了使这种电子－空穴对形成电流，研究人员制成了一个“夹层”，它一面是金属铝，另一面是锌－铟金属氧化物，中间填充…     

航天器刚性基板太阳电池阵在轨热分析

针对周期性热交变环境引起的航天器上刚性太阳电池阵温度变化对其性能和可靠性有着较大影响的问题.以4块电池板组成的太阳电池阵作为研究对象,将其内部传热过程看成无内热源三维各向异性的非稳态导热问题,全面考虑光电转换效率、布片效率和外热流等各种影响因素,进行刚性太阳电池阵在轨热分析.首先进行网格划分,计算节点为5 060个,然后运用有限差分法,考虑节点的不同位置特点,建立全隐式离散方程,最后采用AD I算法求解离散方程,得到太阳电池阵周期温度变化及各方向上温度分布规律,并与太阳电池阵的遥测数据进行比对,验证了热分析的正确性.该研究为太阳电池阵可靠设计提供参考.     

激光雷达用硅APD探测器

<正>技术开发单位中国电子科技集团有限公司四十四所重庆声光电公司技术概述硅雪崩光电二极管(APD)是一种具有信号内部放大功能的光电探测器,硅APD主要有两个功能:光电转换和电信号的放大。其工作原理为:光信号照射到硅APD光敏面上,被APD吸收区吸收转换为光生载流子(光电转换);光生载流子在吸收区漂移电场作用下,漂移到雪崩区;而硅APD雪崩区具有很强的电场,光生载流子受到雪崩区电场的加     

新型镍钌纳米电极在量子点太阳电池中的应用

该文通过反应条件温和、低成本、低耗能的水热法制备了镍钌纳米合金对电极，镍以及钌对电极，并组装成量子点太阳电池。结果表明，基于镍钌合金对电极的量子点太阳电池（QDSCs）光电转换效率达到1.96%，优异于镍、钌金属对电极组装的量子点太阳电池。镍钌对电极呈现出简便的合成工艺，高的比表面积，优越的电化学性能，好的截面接触性能及高稳定性等，这些性能优势体现了其作为对电极材料在量子点太阳电池中的潜在应用价值。     

NiO薄膜厚度对CdTeO3量子点敏化太阳电池性能的影响

针对NiO薄膜厚度对量子点敏化太阳电池性能的影响,设计了1组对比实验,并首次采用CdTeO_3量子点作为敏化剂敏化NiO光阴极制备p型量子点敏化太阳电池。通过分析发现当丝网印刷层数为2层,NiO薄膜厚度大约为2.5μm时,光阴极的吸收强度和电池的短路电流密度都有较大的提升。最终电池获得了0.018%的光电转换效率,达到了国际文献报道的同等水平,拓宽了p型量子点敏化太阳电池的研究范围。     

天合光能工业级晶太阳电池效率刷新世界纪录

经第三方权威机构测试,天合光能有限公司光伏科学与技术国家重点实验室自主研发的大面积（156mm×156mm）工业级多晶太阳电池,以及P型与N型单晶太阳电池效率刷新世界纪录。这表明天合光能在高效多晶,以及P型单晶与N型单晶电池研发方面达到世界领先水平。其中,天合光能多晶硅太阳电池采用了叠加高效电池技术和高效多晶铸锭技术,经中国国家太阳能光伏产品质量监督检验中心测试,其在工业级大面积方形多晶硅（156mm×156mm）衬底上可获得高达20．53％的光电转换效率。     

n-β-FeSi2/p-Si异质结太阳电池的计算机模拟

主要以AFORS-HET软件来模拟n-β-FeSi2/c-Si(p)/μc-Si(p+)太阳电池的性能,讨论了发射区和μc-Si背场的特性对异质结太阳电池转换效率的影响。模拟结果发现:发射层的厚度增加会显著减低电池的短路电流密度,从而影响电池的转换效率;发射层的掺杂浓度也是影响异质结太阳电池光伏性能的一个重要参数;界面态对电池的影响是不容忽视的,为获得高效率的太阳电池,需尽可能将界面态缺陷密度控制在1010 cm-2/eV以下;微晶硅背场可有效提高太阳电池的转换效率,但要求背场掺杂至少要达到1019 cm-3以上。     

基于反萃空转的高效无机钙钛矿太阳电池

铯铅碘二溴(CsPbI₂Br)钙钛矿具备合适的容忍因子与良好的热稳定性,是无机钙钛矿太阳电池的理想材料,而其转化效率低、工艺重复性差的缺陷,阻碍了CsPbI₂Br太阳电池性能的进一步提高．研究CsPbI₂Br无机钙钛矿太阳电池的制备工艺发现,成膜环境对CsPbI₂Br薄膜的均匀性、光学性质及器件性能重复性具有较大影响．提出采用反萃空转辅助生长工艺提升CsPbI₂Br薄膜的晶粒尺寸,提高结晶度,降低缺陷态密度,并获得14. 1%的CsPbI₂Br太阳电池光电转换效率．反萃空转辅助生长工艺降低了周围环境氛围对薄膜质量的影响,提高了器件制备的可重复性．     

硅太阳电池光谱响应测试技术研究

对太阳电池光谱响应理论及测试技术的进行了研究,通过绝对光谱响应与量子效率的依赖关系,由绝对光谱响应测数据推导出了太阳电池的外量子效率。采用LabVIEW虚拟仪器技术,系统地将计算机与单色仪、锁相放大器等仪器硬件结合起来,设计了一套集成化及自动化程度较高的太阳电池光谱响应测量系统。系统扫描光谱范围为400～1200nm,步进波长最小可达1nm,可满足硅太阳电池光谱响应测试的需要。该测试系统对硅太阳电池光谱响应及偏置光源下的量子效率进行多次测试,结果表明：测量系统稳定性高,重复性能较好。     

空间太阳电池聚光系统设计及性能分析研究

空间聚光太阳电池阵通过聚光透镜将大面积太阳光聚集到太阳电池片上,以提高单位面积电池片接收光强,从而减少电池片使用量、降低成本。在聚光条件下,高光强、高温度特征使聚光太阳电池短路电流、开路电压、填充因子、转换效率、工作温度以及热-电耦合特性等不同于常规太阳电池。开展了聚光太阳电池模块聚光透镜、太阳电池和电池散热设计,建立了空间太阳电池聚光系统热电耦合计算模型,分析了聚光比、基板厚度、基板材料导热率与电池温度、短路电流、开路电压、输出功率间的关系,以解决空间太阳电池聚光系统工程设计中的多参数合理匹配和选择问题。研究表明:聚光比对太阳电池开路电压、短路电流、转换效率及工作温度存在全面影响,各个参数存在较强的耦合关系,在工程设计时应权衡聚光特性带来的积极和消极影响。聚光太阳电池短路电流密度与聚光比成正比;低聚光比条件下,填充因子、转换效率基本不受聚光比影响;最大输出功率、开路电压随聚光比的增大而增大。聚光太阳电池工作温度升高对开路电压、转换效率和输出功率有不利影响,电池片散热设计是影响聚光电池性能的关键因素,应采用高导热率基板等散热措施以降低电池工作温度。建议聚光比为9~15,即可体现聚光优势,显著降低电池片使用量,又不苛求聚光透镜展开精度,从而降低工程研制难度。     

新型纳米级太阳能电池能源转换效率可达42%

<正>美国马里兰大学的研究人员研发出一种新型纳米级太阳能电池。其采用纳米线材料制成,能源转换效率可达42%,较目前的光伏太阳能电池技术(光电转换效率为33%)提升约40%。典型的太阳能转换效率极限,即肖克利·奎伊瑟效率极限是太阳能电池效率的瓶颈,目前,传统光伏敏感材料的光电转换率极限约为33%,纳米线的应用可使该转换效率极限提高几个百分点,对太阳能的利用,以及全球能源开发等产生重大影响。除能源转换效率显著提     

a-Si/μc-Si叠层电池中间层材料SiO_x:H制备研究

为提高a-Si/μc-Si叠层太阳电池的效率,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,制备了系列n型掺磷硅氧(SiOx:H)薄膜作为中间层,研究了CO2/Si H4气体流量比、沉积功率和PH3掺杂浓度等工艺参数对材料光电特性的影响,获得了折射率、电导率和禁带宽度能够在较大范围内调控的SiOx:H薄膜。