网版参数对"SE+PERC"双面单晶硅太阳电池电性能影响的研究

针对"SE+PERC"双面单晶硅太阳电池制备过程中丝网印刷环节的网版参数,通过设计不同的网纱厚度、聚酰亚胺(PI)膜厚度及网版开口宽度匹配实验,研究了不同匹配方案对单片"SE+PERC"双面单晶硅太阳电池正面栅线银浆耗量及电性能的影响.研究结果表明:单片太阳电池正面栅线的银浆耗量随着网纱厚度、PI膜厚度及网版开口宽度的...     

太阳电池非等宽主栅前电极栅线的优化设计

为提高太阳电池转换效率,降低生产成本,分析太阳电池功率损失机制,建立非等宽主栅太阳电池总体相对功率损失模型.通过求解该模型得到太阳电池最佳前电极栅线形状尺寸参数.采用PC1D软件进行仿真分析得到太阳电池的光电转换效率,该结果与理论值匹配度较高;当主栅线数为2～6时,非等宽主栅结构太阳电池相比于典型的等宽栅线结构太阳电池...     

太阳电池扩散薄层电阻与副栅线匹配设计研究

优化设计太阳电池正面电极图案,对提高太阳电池的光电转化效率有着重要作用。以实例介绍了太阳电池正面电极(副栅线)的效率损失与扩散薄层电阻及副栅线宽度之间的关系,通过理论计算仿真得到匹配扩散薄层电阻的副栅线宽度,经过实验验证,在最佳设计方案下,电池转换效率增益为0.2%。最终得到了一种有效提高电池转换效率的工艺方案——低表面浓度扩散的高阻密栅工艺。     

硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究

金刚线切割是目前光伏行业主要的单晶硅片切割方式,但硅片被切割后其表面会留有线痕。首先对切割线痕在硅片表面的分布状态及线痕形貌在硅片碱制绒前后的变化进行了量化分析,然后针对硅片表面不同线痕深度对太阳电池电性能及良率的影响进行了研究,最后在硅片线痕深度小于等于15μm的基础上,分析了硅片线痕对细栅的影响机理。得到以下结论：1)金刚线切割的硅片存在多种状态的线痕,碱制绒只是在微观层面形成了金字塔结构,但并不能改变线痕宏观层面的轮廓曲线。2)切割线痕会造成硅片表面形成V形沟壑,且当细栅与沟壑垂直时,会对丝网印刷时栅线的连续性造成一定影响。3)对于线痕深度为10～15μm的硅片,采用细栅垂直于线痕的丝网印刷方式时,太阳电池出现了严重的EL断栅及发黑现象,并且影响到其电性能;而采用细栅平行于线痕的丝网印刷方式时,降低了EL断栅概率,并且太阳电池电性能基本不受影响,但存在一定概率的局部印刷粗细不均的情况。该研究对提升太阳电池光电转换效率和良率有积极的参考价值。     

量产效率>22.3%的高阻密栅PERC太阳电池及性能研究

采用低压三步法通磷源扩散制备低掺杂浓度的p-n结,并应用于高阻密栅p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池。通过增加第二步小氮的流量以改变扩散后硅片的方阻。随着方阻的增大,发射极表面掺杂浓度降低、俄歇复合降低、平均少子寿命增加。通过ECV测试,研究不同方块电阻对发射极掺杂浓度及结深的影响,结合发射极光电损耗机理的理论分析,确定优化的扩散后方块电阻180Ω/□及激光选择性掺杂区域方阻为80Ω/□,并对应细栅的数目为114。研究表明,随着发射极方块电阻的提高,太阳电池的短波响应显著提高,短路电流稳定提升80 mA,而通过对细栅线设计的优化,可抑制方阻提高对串联电阻及填充因子的影响,高方阻密栅PERC太阳电池的光电性能显著提升,电池效率稳定提升0.28%,转化效率达到22.3%,体现出高方阻密栅技术应用于PERC太阳电池的巨大潜力。     

POCl_3流量与网版图形对单晶硅电池性能的影响

为减小高流量POCl3对硅片的损伤,对单晶硅扩散工艺进行了改进。在950 ml/min的基础上降低POCl3流量,并采用不同图形的正电极网版进行印刷匹配试验。采用常规生产设备进行生产得出,采用650ml/min的POCl3流量扩散和85根副栅线正电极网版印刷生产的单晶硅太阳能电池的转换效率达到18.63%,比改进工艺前生产的电池转换效率提高了0.35%。     

二次丝印对硅电池填充因子和转换效率的影响

考虑到在印刷过程中存在栅线展宽效应,通过理论与实验分析一次印刷和二次叠印过程中栅线展宽对栅极线宽和线高的限制和导致电池片的电极电阻和填充因子的变化,建立栅极电阻和填充因子理论模型。研究表明,丝网二次叠印电池片的填充因子比丝网一次印刷的填充因子小1%,但其短路电流密度比一次印刷高0.33 mA/cm2,开路电压比一次印刷高1.1 mV,最终晶体硅太阳电池片的转换效率比一次印刷提高0.391%。提出采用设计印刷线宽消除因叠印栅线展宽而产生的填充因子减小,以获得更高的硅太阳电池转换效率,并建立实际印刷线宽半经验模型。     

喷墨打印太阳电池栅线的成型实验研究

采用喷墨打印技术印制太阳电池栅线具有诸多优点。在硅片上喷墨打印栅线的过程中,聚合成型的纳米银液滴之间的距离、硅片温度及栅线的重复喷印次数对栅线形貌起着决定性作用。通过改变喷印栅线控制参数的分组实验,在3D显微镜下观测栅线形貌,从而发现控制参数对栅线形貌特征的影响关系。实验结果表明,选择恰当的喷印控制参数可以制备出形貌良好的细栅线。     

无主栅太阳电池多线串接技术研究

无主栅太阳电池是在常规太阳电池的基础上,通过缩短载流子输运路径来减小串联电阻,从而增加正面受光面积、提高组件功率,以提高短路电流、减少栅线印刷银浆使用量来降低生产成本而设计的新型太阳电池。本文主要研究了采用低温压接方式进行无主栅太阳电池的多线串焊工艺,开发了适用于无主栅太阳电池串接的低熔点圆形镀层焊带材料,并通过对无主栅太阳电池正面金属化图形的优化达到可靠的串接效果;同时进行无主栅光伏组件封装,对比分析无主栅技术对晶体硅光伏组件封装损失的影响;研究了无主栅太阳电池结构与圆形镀层铜丝的匹配性、焊料镀层分布的均匀性、复合膜与电池定位的精准性等对无主栅光伏组件封装过程中功率损失的影响。     

高辐照度对高效光伏组件性能影响的研究

研究了高辐照度下的光谱辐照度分布及其与太阳电池的匹配性,通过测试辐照前后太阳电池的光电转换效率、外量子效率(EQE)、反射率、栅线形貌,对比分析了高辐照度、超高辐照度与标准辐照度对高效太阳电池性能影响的差异,并通过与光伏组件户外数据关联分析高辐照度对光伏组件性能的影响。研究结果显示：太阳电池在经受高辐照后,短路电流的下降幅度较为明显,而其下降主要是因为栅线氧化及钝化效果变差引起的复合损失;高辐照环境下最优的光伏组件类型建议选择n型双玻半片光伏组件。评估高效光伏组件在不同环境下的性能,有助于保证光伏组件成品性能的稳定可靠。     

方形焦斑聚光硅太阳电池的栅线设计

本文讨论了方形焦斑聚光硅太阳电池栅线的最佳设计问题,对2×2cm~2、2.5×2.5cm~2和3×3cm~2太阳电池的反方形栅线图形进行了最佳化处理,利用分布参数法对功率损耗进行了计算,给出了50个太阳、75个太阳和100个太阳下反方形栅的最佳栅线尺寸和功率损耗值。由于栅线结构的改进,电池的能量转换效率增益可达3.5％(50个太阳)。当栅线尺寸偏离最佳设计时,文中绘出的等功率损耗曲线能预示太阳电池输出功率将会受到的影响。     

银粉对硅太阳电池正银电极性能的影响

利用不同性能的银粉配制正银浆料,通过丝网印刷、烧结工艺制作硅太阳电池,研究银粉粒径、形貌和结晶性等对硅太阳电池正银的丝网印刷性能和电池转换效率等性能的影响。用扫描电镜(SEM)分析正银栅线电极的微观结构及烧结后Ag-Si界面处银微晶的形成情况。结果表明,银粉粒径和形貌对栅线电极的高-宽比和电极致密性有直接影响;Ag-Si界面处的银微晶大小和数量是正银电极形成欧姆接触的关键。利用正银电极的烧结原理,分析不同银粉对正银电极欧姆接触形成的影响,粒径为1.47μm的球形银粉,有较高的振实密度和烧结活性,制备的电池转换效率较高。     

影响晶体硅太阳电池栅线印刷的两个因素

主要研究了网板厚度和环境温度两种因素对晶体硅太阳电池栅线印刷的影响。     

以GeSe为光吸收层的薄膜太阳电池模拟优化研究

针对GeSe薄膜作为吸收层的薄膜太阳电池，利用Scaps-1D太阳电池模拟软件研究电池的吸收层参数对光电性能的影响，以最大光电转化效率（PCE）为优化目标，确定吸收层厚度、缺陷态密度、掺杂浓度以及电子亲和势等参数，获得0.77 V的开路电压，38.55 mA/cm2的短路电流，85.21%的填充因子以及25.3%的光电转化效率。     

无主栅太阳电池栅线的设计优化

无主栅太阳电池技术实现了高效率和低成本的有效结合。该文采用理论计算的方式,对不同主栅/金属丝数目的太阳电池进行了设计优化,研究了太阳电池效率随主栅/金属丝数目及细栅宽度变化的关系。结果表明,随着主栅/金属丝数目的增加,太阳电池效率逐渐提升;其中,在最优细栅设计下,相较于4主栅太阳电池,15金属丝太阳电池的效率提升了0.48%,正面总体银浆用量节省了78%。     

喷墨打印太阳电池的液滴状态智能控制方法

采用喷墨打印印制太阳电池具有碎片率低、栅线高宽比大、太阳电池转换效率高等优点。为提高栅线打印精度和高宽比,采用有限元技术对压电式打印喷头进行建模,并采用一款新型基于生命周期理论的菌群觅食算法对打印喷头的驱动波形参数进行优化,以获得期望的液滴特性(体积、速度和卫星液滴数量),数值仿真结果显示此算法性能优良,液滴状态模拟仿真结果及液滴实测结果证实上述液滴状态优化仿真方法可准确获得期望液滴特性。     

利用EDAX方法分析多晶硅电池电极成份

用丝网印刷技术制作多晶硅太阳电池的栅线电极,利用SEM和EDAX测试和分析了金属栅线与硅接触的情况,以及金属与硅界面处各元素的分布,分析了各元素对多晶硅太阳电池p-n结的影响,有利于调整工艺条件来提高电池效率.     

双面PERC单晶硅太阳电池工艺研究

从背面反射率及铝栅线设计两方面对双面PERC单晶硅太阳电池工艺进行了优化,并分析了各因素对其性能的影响,最终得到最优工艺参数。测试结果显示,最优组的双面PERC太阳电池平均正面效率为21.74%,平均背面效率为16.22%,双面因子大于74%。     

低阻高效硅太阳电池

国家电子工业部第十八研究所完成的科研成果——低阻高效硅太阳电池,进一步完成了PESC(钝化发射区太阳电池)的结构设计及制备工艺,用TCA氧化代替低温CVD二氧化硅膜,并实现了一种减少栅线、阴影效应的新结构,用国产硅单晶实现了20％的光电转换效率。该所还展开了新型高效硅太阳电池空间应用的可行性研究,并解决了高可靠性、低吸收系数等技术关键。     

晶体硅太阳电池光诱导电镀工艺的研究

研究了在晶体硅太阳电池正面制备种子层,并采用光诱导电镀(LIP)银方法在电池正面制备电极。对比了LIP工艺和普通丝网印刷工艺制备的电极形貌,分析了此工艺对电池电性能参数的影响和电池转换效率提升的原因。研究表明,LIP技术能有效地降低电池制备生产成本,提升光电转换效率。