多晶黑硅表面微结构对电池效率的影响

采用Ag离子辅助化学刻蚀法制备了多晶黑硅薄片,使用NaOH溶液处理多晶黑硅表面,增大其表面纳米孔直径,使SiNx薄膜能够均匀覆盖整个黑硅表面,提高黑硅的钝化效果,进而提高多晶黑硅电池光电转化效率.通过反射谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、太阳电池测试系统等测试和表征不同扩孔时间对多晶黑硅各方面性能的影响.结果表明:未被NaOH扩孔处理的多晶黑硅的反射率最低,为5.03％,多晶黑硅太阳电池的光电转化效率为16.51％.当多晶黑硅被NaOH腐蚀40 s时,反射率为10.01％,电池的效率为18.00％,比普通多晶硅太阳电池的效率高2.19％,比未被扩孔处理的多晶黑硅太阳电池的效率高1.49％.     

掺碳对杂质光伏硅太阳电池性能的影响

杂质光伏太阳电池是一种能够利用那些能量小于禁带宽度的太阳光子以提高电池转换效率的新型太阳电池。利用数值方法研究在硅电池中掺入碳杂质以形成杂质光伏太阳电池,分析掺碳对电池性能的影响。结果表明:利用杂质光伏效应掺入碳杂质能够增加子带光子的吸收,使得电池转换效率提高约2%;转换效率的提高在于电池的红外光谱响应的延展。由此可以得出:利用杂质光伏效应在硅电池中掺碳形成杂质光伏太阳电池是一种能够提高电池转换效率的新途径。     

几何设计对球硅太阳电池性能影响的有限元仿真

基于COMSOL软件的光学模块和半导体模块,从球缺比例、直径、正电极接触面积三个几何设计方面对球硅电池进行了仿真分析;通过对比反向饱和电流密度和理想因子,发现球硅半径越小、球缺比例越小、正电极相对接触面积越大,电池的电学特性越好;分析了不同直径球硅电池的几何特征与其光电参数之间的关联性,发现其与传统平面硅太阳电池存在显著差异。研究结果可为制作高效率低成本柔性球硅太阳电池提供理论指导。     

阴极材料对有机太阳电池性能的影响

分别用Al、LiF/Al和Ca/Al制备了三种不同阴极材料的体相异质结有机太阳电池。对其光电特性进行了表征,分析了不同阴极材料对电池性能的影响机制。结果表明:所制备的有机太阳电池在10–1W/cm2辐照度的光照下,开路电压分别为0.419 3,0.565 0和0.591 1 V,能量转换效率分别为1.17%、2.06%和1.91%;采用LiF/Al层状阴极制备的有机太阳电池具有更高的能量转换效率;功函数愈低的材料做阴极,有机太阳电池的能量转换效率也愈高。     

工作温度对硅基太阳电池转换效率的影响

基于wxAMPS软件建立硅基太阳电池一维物理模型,在温控条件下分别模拟计算了单晶硅电池和非晶硅电池的输出特性,并利用太阳能综合测试平台在温控条件下测试了单晶硅和非晶硅电池的输出特性.模拟结果表明非晶硅电池在温度升高过程中的光电转换效率下降幅度显著降低,与实验结果吻合.     

HIT太阳电池的单晶硅表面腐蚀工艺的研究

对用于HIT太阳电池的单晶硅要求有良好的界面特性,而且要求单晶硅衬底的厚度比较薄.采用各向异性腐蚀的方法制得了具有绒面结构的单晶硅衬底.腐蚀时间为40 min时,能够得到表面反射率最低的界面,平均反射率为10.9%,同时也具有规则的金字塔结构,且厚度满足制作HIT太阳电池的要求,在250 μm左右.还研究了用各向同性腐蚀的方法来减薄硅片,具有较高的腐蚀速率.     

硅高效太阳电池的效率限制

提高硅太阳电池的转换效率主要在于提高开路电压Ｖ（ｏｃ）和短路电流密度Ｊ（ｓｃ）。采用减薄硅片衬底厚度和光陷阱技术可望使转换效率达到２９％。     

工业级纳米绒面多晶硅太阳电池的发射极扩散方阻调控其光电转换性能研究

本文制备了工业级纳米绒面多晶硅太阳电池,研究 了发射极扩散方阻对其光电转换 性能的影响。结果表明:提高发射极扩散方阻能够有效地提升电池的开路电压、短路电流, 但填充因子相对降低。通过分析关键光电参数,其原因归结为:提高发射极扩散方阻有利于 降低发射极及其表面载流子复合,但过高的发射极扩散方阻将导致发射极与金属栅线接触不 良。采用优化的发射极扩散方阻,纳米绒面相对于微米绒面多晶硅太阳电池具有改善的光电 转换性能,产线均值光电转换效率达到了19.20%。基于上述研究结果 ,讨论了进一步通过调控发射极扩散方阻来优化纳米绒面多晶硅太阳电池的方法。     

太阳能电池单晶Si表面织构化的工艺改进

通过实验分析Na2SiO3和Na3PO4混合溶液对〈100〉晶向的单晶Si片的各向异性腐蚀过程,探讨了Na2SiO3溶液和Na2SiO3、Na3PO4混合溶液对表面织构化的影响机制,并且对制绒前Si片的电化学清洗过程和混合溶液的反应温度和反应时间等参数的变化对金字塔绒面微观形貌的影响做了分析。最终通过大量实验得到,用质量分数为4%的Na2SiO3和2%的Na3PO4混合溶液在78℃腐蚀60min,单晶Si片表面可获得最佳反射率为11.98%的减反射绒面。单晶Si片表面的反射率优于单独使用Na2SiO3溶液腐蚀,更重要的是制得了很好的均匀性表面。     

多孔硅的不稳定性对太阳电池的影响

研究了多孔硅（PS）的特性及其在太阳电池上的应用,并对PS太阳电池性能以及由于PS的不稳定性对电池产生的影响进行了研究。实验表明,将PS的光致发光（PL）以及减反射特性应用于太阳电池能有效提高电池的效率,同比提高了T83．89％,效率为14．73％,但其不稳定性对电池效率的影响较为明显。     

太阳电池制造过程中的测试工艺

太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置,一般的太阳能电池是用半导体材料制成的。按照晶体硅太阳电池制造的工艺流程,对太阳电池制造过程中各工序之间的测试项目进行了介绍。同时,介绍了各测试项目的测试设备、测试原理以及测试过程。     

Enhancing the Optoelectronic Performance of Perovskite Solar Cells via a Textured CH3NH3PbI3 Morphology

Perovskite‐based solar cells are generally assembled as planar structures comprising a flat organoammonium metal halide perovskite layer, or mesoscopic structures employing a mesoporous metal‐oxide scaffold into which the perovskite material is infiltrated. To present, little attention has been directed toward the texturing of the perovskite material itself. Herein, a textured CH₃NH₃PbI₃ morphology formed through a thin mesoporous TiO₂ seeding layer and a gas‐assisted crystallization method is reported. The textured morphology comprises a multitiered nanostructure, which allows for significant improvements in the light harvesting and charge extraction performance of the solar cells. Due to these improvements, average short‐circuit current densities for a batch of 28 devices are in excess of 22 mA cm^?2, and the maximum recorded power conversion efficiency is 16.3%. The performance gains concomitant with this textured CH₃NH₃PbI₃ morphology provide further insights into how control of the perovskite microstructure can be used to enhance the cell performance.     

表面处理对低成本多晶硅太阳电池性能的影响

通过沉积SiNx薄膜和H2退火表面处理工艺对低成本多晶硅太阳电池进行了处理,对表面处理前后的电池效率进行了对比测试,详细地研究了这两种表面处理工艺对电池的短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响。实验发现,沉积了SiNx薄膜的低成本多晶硅太阳电池的效率在原有基础上提高了1.8%左右;而经过H2退火后的电池效率则出现了效率衰减。与此同时,对成本相对高的太阳能级多晶硅电池也进行了H2退火,与低成本多晶硅电池相比,其效率增加明显,与低成本太阳电池呈现了相反的现象。最后分析了两种表面处理工艺对电池性能造成影响的原因。     

低光强下CdTe太阳电池的性能研究

研究了低光强下CdTe太阳电池的性能变化.基于经典的CdS/CdTe结构,建立了短路电流、开路电压、填充因子和转换效率等参数与光强之间的关系模型,模拟了0.02～1kW/m2光强范围内的主要参数变化规律.结果表明,随着光强的减小,CdTe电池短路电流呈线性减小,开路电压呈指数下降,填充因子先增大,在0.3 kW/m2附近达到最大值,之后迅速降低;转换效率逐渐恶化.研究结果为CdTe薄膜太阳电池在室外低光强下和室内应用提供了理论基础.     

多晶Si太阳电池表面酸腐蚀制绒的研究

研究了采用HF和HNO3非择优腐蚀多晶硅表面制备绒面的机理。通过实验分析了酸混合液的体积浓度配比、添加剂、温度和时间等因素对腐蚀速率和腐蚀后表面形貌的影响;总结出了多晶Si的酸腐蚀规律,得到了制备理想绒面的酸混合液体积配比(V(HF):V(HNO3):V(CH3COOH)=1∶12∶6)。在此基础上提出了优化设计方案:采用廉价的水代替醋酸作为缓蚀剂,腐蚀过程置于超声槽中进行,利用超声波的振动使反应生成的气泡快速脱离多晶Si片表面,同时使腐蚀液浓度分布更加均匀,从而制备出效果更佳的多晶Si绒面。     

GaAs量子阱太阳能电池转换效率的计算

采用细致平衡模型计算了GaAs量子阱太阳能电池的转换效率,同时对量子阱结构带来的几种效应,如准费米能级分离、热载流子效应等进行了分析,并将碰撞离化效应引入此细致平衡模型中,通过计算研究了其对量子阱太阳能电池转换效率的影响.结果表明碰撞离化效应可以提高电池的转换效率,但提高幅度有限.     

GaAs量子阱太阳能电池转换效率的计算

采用细致平衡模型计算了GaAs量子阱太阳能电池的转换效率,同时对量子阱结构带来的几种效应,如准费米能级分离、热载流子效应等进行了分析,并将碰撞离化效应引入此细致平衡模型中,通过计算研究了其对量子阱太阳能电池转换效率的影响.结果表明碰撞离化效应可以提高电池的转换效率,但提高幅度有限.