CIGS叠层太阳能电池的中间层及稳定性的研究进展

叠层太阳能电池的问世开创了廉价、大面积、高效率太阳能电池制造与应用的新时代,当前研究最深入、应用最广泛的叠层电池主要有非晶硅/微晶硅(α-Si∶H/mc-Si∶H)的硅基叠层电池以及GaInP/GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物叠层电池,但是这两类叠层电池在长期光照下性能会发生衰退,影响电池的实际应用。因此人们为制造高稳定性和良好匹配度的叠层电池进行了不懈的努力,包括改进电池制造工艺和开发新材料体系的叠层电池等。铜铟镓硒(CIGS)是一种光吸收系数很高的材料且具有优异的光电性能,但CIGS叠层太阳能电池在光电转换过程中的衰减特别快,稳定性较差,远远达不到其理论效率;另外,CIGS硒化物的黄铜矿结构难以控制,导致其电学性能较差。将CIGS与Si电池叠加起来形成叠层电池,两者性能互补,既可提高CIGS材料的电导率,又可以拓宽Si电池的太阳光吸收波长范围。本文归纳了CIGS叠层太阳能电池器件的研究进展,并总结了各种叠层电池的中间结合层AZO(ZnO∶Al)、FTO(SnO_2∶F)、ITO(In_2O_3∶Sn)等的结构以及光电性能等方面的特点,从中间层、结构以及温度控制等方面论述了影响CIGS叠层太阳能电池稳定性的因素,分析了CIGS叠层太阳能电池面临的问题并展望了其前景,以期为制备稳定和高效率的新型CIGS叠层太阳能电池提供参考。     

高效率双结钙钛矿叠层太阳能电池研究进展

以钙钛矿电池为顶电池的叠层太阳电池发展迅速,成为太阳能光伏领域的研究热点之一。随着电池结构和制备工艺的优化,叠层电池的光电转换效率快速提升,单片钙钛矿/晶硅叠层电池的效率已达到31.3%。本综述对近年来以宽带隙钙钛矿电池作为顶子电池、晶体硅电池及其他新型中窄带隙电池(钙钛矿电池、有机电池、铜铟镓硒(CIGS)电池)作为底子电池的叠层电池的研究进展进行了系统梳理,总结了叠层电池的顶电池、中间互联层和底电池的材料、结构及光电性能等方面的关键技术及难点,希望能够为进一步提升叠层电池效率提供一些思路。并对未来低成本高效叠层太阳能电池的光学和电学优化需求做出了分析与展望。     

非晶硅叠层太阳能电池的现状与发展方向

对非晶硅叠层太阳能电池的现状及发展动态进行了综述。分析了目前阻碍非晶硅太阳能电池进一步发展和应用的制约因素 ,提出了非晶硅叠层太阳能电池是今后进一步开发非晶硅太阳能电池的重要方向。介绍了美国Solarex公司的 4平方英尺和 8平方英尺叠层非晶硅太阳能电池的生产线及其工艺 ,并就低成本大批量生产具有较高稳定性的叠层太阳能电池的关键技术如选择和制备优质底电池的i层材料、提高生产率等进行了讨论     

a—Si／CIS叠层太阳能电池的光诱导性能衰退和稳定性分析

基于pin结构a-Si:H太阳能电池中的空间电荷效应，讨论a-Si/CIS叠层太阳能电池的稳定性。结果表明，光生空穴俘获造成的a-Si:H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布，普遍抬高a-Si:H薄膜中电场强度。在光照射下，空间电荷效应不会给a-Si/CIS叠层结构中的a-Si:H薄膜带来准中性区（低场“死层”），因而没有发生a-Si/CIS叠层太阳能电池顶电池（p-i-n a-Si:H)的光诱导性能衰退，a-Si/CIS叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。     

基于能带工程制备氧化镍基底的高效锡-铅共混钙钛矿太阳能电池

钙钛矿叠层太阳能电池因为具有超过肖克利-奎伊瑟效率极限的潜力而备受关注.窄带隙锡-铅(Sn-Pb)共混钙钛矿太阳能电池(PSCs)在钙钛矿叠层太阳能电池的构建中起着关键作用.制备稳定性好、可低温处理的空穴输送层是构建高效Sn-Pb钙钛矿太阳能电池和钙钛矿叠层太阳能电池的关键.在此,我们开发了一种室温处理的纳米晶体氧化镍...     

a-Si/CIS叠层太阳能电池的光诱导性能衰退和稳定性分析

基于pin结构a Si∶H太阳能电池中的空间电荷效应 ,讨论a Si/CIS叠层太阳能电池的稳定性。结果表明 ,光生空穴俘获造成的a Si∶H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高a Si∶H薄膜中电场强度。在光照射下 ,空间电荷效应不会给a Si/CIS叠层结构中的a Si∶H薄膜带来准中性区 (低场“死层”) ,因而没有发生a Si/CIS叠层太阳能电池顶电池 (p i na Si∶H)的光诱导性能衰退 ,a Si/CIS叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。     

非晶硅叠层太阳能电池的现状与发展方向

对非晶硅叠层太阳能电池的现状及发展动态进行了经述。分析了目前阻碍非晶硅太阳能电池进一步发展和应用的制约因素，提取了非晶硅叠层太阳能电池是今后进一步开发非晶硅太阳能电池的重要方向。介绍了美国Ｓｏｌａｒｅｘ公司的４平方英尺和８平方英尺叠层非晶硅太阳能电池的生产线及其工艺，并就低成本大批量生产具有较高稳定性的叠层太阳能电池的关键技术如选择和制备优质底电池的ｉ层材料，提高生产率等进行了讨论。     

全钙钛矿叠层太阳能电池的发展与展望（英文）

目前,进一步提高太阳能电池的光电转换效率,降低其度电成本,是实现“双碳”目标的必行之路.全钙钛矿叠层太阳能电池兼备光电转换效率高和成本低廉的优势,近几年取得了巨大的发展,在国际上备受关注,是一种新兴的光伏技术.在展现出巨大潜力的同时,全钙钛矿叠层太阳能电池也面临着多方面的挑战.本文综述了近年来全钙钛矿叠层太阳能电池在宽带隙子电池、窄带隙子电池和隧穿结方面的研究进展,展望了全钙钛矿叠层太阳能电池在效率提升、稳定性改善以及大面积制备等方面的未来发展方向.     

基于金属网的叠层染料敏化太阳能电池

本文提出了一种新型染料敏化太阳能电池的叠层结构设计, 其中光阳极由导电玻璃上的第一层TiO₂纳米薄膜和不锈钢网上的第二层TiO₂纳米薄膜组成, 不同染料间的负反应相比混染共敏方式少. 此结构中引入的金属网, 减少了导电玻璃的使用片数, 从而减少入射光的损失; 同时也解决了两层不同TiO₂薄膜间的电连接性问题, 并提高电子传输和收集效率. 此叠层电池的光电转换效率达1.96%, 短路电流为8.4mA/cm², 相比相同电池厚度的单层电池, 效率提高约62%. 通过阻抗谱分析了叠层电池内部的电子传输, 给出叠层电池的等效电路图. 此外, 还发现电池厚度的增加及电子在不锈钢网表面的复合对光电性能有显著影响.     

新颖的第三代太阳能电池

为了开发清洁新能源,太阳能电池成为人们研究的热点.简要介绍了第三代太阳电池的发展现状,阐述了叠层电池、中间带太阳电池、热载流子太阳电池等第三代太阳能电池的设计原理,分析了各种新概念太阳能电池在发展中存在的问题和未来发展的方向.