空间三结砷化镓太阳电池位移损伤效应研究

对金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)生长的三结砷化镓太阳电池进行高能电子和质子辐照试验,获得太阳电池的短路电流、开路电压、最大输出功率辐射衰减数据。发现不同能量电子和质子对太阳电池的辐射衰减系数,可利用电子或质子的位移损伤剂量关联起来。利用该关系对中星10号卫星的三结砷化镓太阳电池阵在轨辐射衰退进行预测,发现太阳电池阵在轨输出功率与地面模拟预测数据基本吻合。研究结果可为空间辐射环境中应用的三结砷化镓太阳电池冗余设计提供参考数据。     

基于AM0太阳模拟器3波段光谱独立可调的设计

为满足空间三结砷化镓太阳电池的测试要求，设计并研制出一种AM0太阳模拟器，采用氙灯和卤素灯混合光源，提供了满足AM0光谱标准的光谱范围，并且可同时独立调整3个波段(350～760 nm、760～950nm、950～1800nm)的相对能量，便于提高三结太阳电池的电性能测试准确度。光谱测试结果表明：本文设计AM0太阳模拟器满足A级光谱匹配标准要求，且3个波段互相独立，可以满足三结砷化镓太阳电池对不同波段的修正校准要求。     

一个新的对比模型用来分析激光重复频率对划片规整到无规断裂转变的影响

设计一个简单的试验研究激光重复频率(10～55 kHz)对于太阳电池划片断裂模式的影响。结果显示在低频区域(10～30 kHz)断裂强度的值显著小于高频区域(35～55 kHz),并发生由规整断裂到无规断裂的转变。断裂前使用40倍金相显微镜和渗透探伤液表征划线形态,形态学的结果显示断裂机制依赖于是否有允许应力扩展的通孔形成,这说明需考虑硅的移除效应。然而,通过一个对比模型的计算发现,裂纹长度起到关键作用,对比于30 kHz下的裂纹长度,35 kHz下的裂纹长度缩短约50%,而孔隙率仅仅减小0.176%。在20 kHz重复频率下,考察激光切割速率对切割质量的影响发现,最优的切割速率应在30 mm/s以下。     

基于菲涅尔聚光的太阳能砷化镓电池热特性分析

以菲涅尔三级聚光器和三结砷化镓太阳电池芯片为研究对象,利用Trace Pro模拟菲涅尔高倍聚光条件下电池芯片表面的能流密度分布,并将结果导入ANSYS中作为三结砷化镓太阳电池芯片的边界条件。通过有限元模拟了电池芯片的温度和热流分布,并利用热-结构耦合分析法,得到了电池芯片的热应力分布。结果表明:三级聚光器能有效提高聚焦光斑能量均匀性、增大系统接收角,从而降低热应力,提高光伏系统的整体性能。     

内部梳齿状pn结结构对单晶硅太阳电池电学特性的影响

提出梳齿状pn结单晶硅太阳电池,通过计算机TCAD模拟的方法,对单晶硅太阳电池的梳齿状pn结结构对电池内部电流分布和电池效率造成的影响进行模拟分析和理论研究。研究结果表明采用pn结梳齿状结构对单晶硅太阳电池的电学性能有一定程度上的优化,但同时也带来电流集边等非理想效应。在模拟范围内,梳齿宽度为1μm,深度为30μm的梳齿状pn结单晶硅电池拥有更理想的电池效率。     

高转换效率太阳电池

美国加利福尼亚州Varian Associates公司研制成转换效率高达28.1％单结砷化镓太阳电池。该电池是本公司1997年完成转换效率26.3％单结型砷化镓电池的基础上开发的。砷化镓太阳电池的大小为5mm×5mm。可用于地面发电系统和搭载在人造卫星上作动力源。如果太阳电池的转换效率提高1％,则可增加人造卫星通讯频道数目可减少100万美元的制作费用。目前,所用的     

超薄晶体硅太阳电池关键工艺及产业化研究

随着硅片切割技术的不断发展,越来越薄的晶体硅太阳电池成为降低太阳电池生产成本的重要途径之一.本文主要通过理论及实验方法对超薄晶体硅太阳电池制备的关键技术及产业化进行研究.本实验采用目前主流厚度为190μm、大小为125x125mm2的p型Cz单晶硅片为衬底,通过20％的NaOH溶液在不同时间下分别减薄,得到不同厚度(180μm、155μm、130μm、105μm和80μm)的硅片,然后分别采用常规工艺、背面局域接触电池制备工艺制备出不同厚度的电池.通过表征它们的反射率、I-V等性能,评价各种制备工艺的优劣,并提出产业化思路,为超薄晶体硅太阳电池产业化发展提供方案.     

高转换效率太阳电池

美国加利福尼亚州Varian Associates公司研制成转换效率高达28.1％单结砷化镓太阳电池。该电池是本公司86年完成转换效率26.3％单结型砷化镓电池的基础上开发的。砷化镓太阳电池的大小为5mm×5mm。可用于地面发电系统和搭载在人造卫星上作动力源。如果太阳电池的转换效率提高1％,则可增加人造卫星通讯频道数目,可减少100万美元的制作费用。目前,所用的硅太阳能电池,其转换效率仅为14％。     

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,     

三结太阳电池低频噪声特性与可靠性表征研究

以GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池为研究对象,通过宽范围电流偏置条件下的低频噪声测试和高温应力试验,对三结太阳电池的低频噪声特性和可靠性表征进行研究分析.结果表明,三结太阳电池的低频噪声包括1/f噪声和G-R噪声.在宽范围电流偏置条件下,低频噪声随偏置电流呈先增大后减小的规律,并在频率为500 Hz时出现G-...     

利用半导体量子点的高效太阳电池

1前言 第三代太阳电池的开发 太阳电池，主要是由做在半导体基片上的pn结组成。如图1所示若在pn结处射入太阳光，则在半导体内部激发出电子-空穴对，在内部电场作用下，电子向n侧。空穴向p侧迅速流动，产生光生电功率。现在广泛使用的是厚度200～350μm的单晶硅，及用铸造法制作的多晶硅太阳电池。最近为了降低硅太阳电池的制造成本，开发了薄膜太阳电池。在薄膜太阳电池的情形下由于光吸收层的厚度仅为0．2～3μm左右，使用的材料大大减少。现在还在开发非晶硅、微结晶硅、CdTe、Cu（InGa）、Se2（CIGS）等太阳电池。     

强化导热相变材料对PV/PCM热控特性影响研究

文章建立了光伏/相变材料(PV/PCM)太阳能热控系统二维模型,并根据模拟结果研究了相变材料热导率对太阳电池热控特性的影响。模拟结果表明,当PCM热导率由0.3 W/(m·K)逐渐增加至1.1 W/(m·K)时,相变材料对太阳电池的热控效果越来越好。此外,文章设计了PCM热导率分别为0.8,1.1 W/(m·K)的PV/PCM太阳能热控系统实验装置,在模拟光源和自然光条件下,对太阳能热控系统实验装置的输出功率以及太阳电池的温度进行测试。实验结果表明:在模拟光源下,与无PCM太阳电池相比,PCM热导率分别为0.8,1.1 W/(m·K)的太阳电池的最高温度分别降低了4.6,10.8℃,平均输出功率分别提高了2.2%,4.1%;在自然光条件下,与无PCM太阳电池相比,PCM热导率分别为0.8,1.1 W/(m·K)的太阳电池的最高温度分别降低了9.7,12℃,平均输出功率分别提高了3.1%,5.98%。     

不同散热方式对多结太阳电池影响的研究

以第三代多结砷化镓太阳电池为研究对象,在太阳光仿真器下,测试不同聚焦倍率,未散热、被动铝散热片和复合散热3种散热方式下太阳电池的输出特性,分析不同光强以及不同散热方式对多结太阳电池的影响。测试结果表明:1)测试结果符合太阳电池的I-V特征曲线方程;在500倍高倍聚焦、复合散热方式下电池片效率为34.30%,比被动铝散热片条件下的高2.79%,比未散热条件下的高4.03%;2)多结太阳电池需要散热装置,在聚焦倍率大于100倍的高倍聚焦条件下,应采用复合散热方式;在聚焦倍率小于100倍的低倍聚焦条件下,可采用被动铝散热片的散热方式。     

国际可再生能源新闻

<正>太阳能斯坦福大学开发太阳电池散热技术,可使组件温度下降18 K以上美国斯坦福大学的研究人员当地时间7月22日发布文章称,开发出用于太阳电池的散热技术,只需将新开发的薄膜贴到现有晶体硅太阳电池的表面,便可将因日照产生的温度上升幅度控制在约18 K。该技术是在太阳电池表面粘贴约100μm厚、表面有棱锥体图案的SiO2薄膜。棱锥体高20μm,以4μm的间距紧密排列。     

高轨卫星三结砷化镓太阳电池阵抗辐射设计

分析空间辐射效应对三结砷化镓（TJ-GaAs）太阳电池阵的影响,结合地面试验结果对太阳电池阵进行抗辐射设计,并在某倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星上进行验证。通过对在轨卫星5 a的遥测数据分析,得出太阳电池阵输出功率因辐射效应造成的衰减规律,最后与设计方案进行比较,有效验证了抗辐射设计的数学模型,可为其他中高轨道卫星太阳电池阵的设计提供参考。     

全自动太阳电池无损伤激光划裂机的设计

随着太阳电池间超小间距、大尺寸硅片和超低温太阳电池等工艺的出现,常规的太阳电池激光划裂技术已无法满足光伏组件高质量的需求,因此,无损伤激光划裂技术应运而生。本文针对无损伤激光划裂技术,设计了一套全自动太阳电池无损伤激光划裂机,解决了常规太阳电池激光划裂设备不可避免地造成太阳电池热损伤的问题。该设备通过视觉检测系统获取太阳电池的切割路径,然后通过工控机、运动控制器和PLC通信模块,实现太阳电池的自动上下料、直驱(DD)马达四工位旋转装置的旋转、太阳电池激光豁口切割及激光热裂等功能。     

激光掺杂选择性发射极技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用

以激光掺杂选择性发射极(LDSE)技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用为研究对象,使用太阳电池单二极管模型模拟了反向饱和电流密度与开路电压、比接触电阻与填充因子之间的关系;测试了不同激光功率和激光划线速度对扩散后方块电阻变化值的影响,并通过扫描电镜(SEM)对硅片表面形貌和电化学电容-电压(ECV)法对发射极表面浓度和结深进行了表征;采用5主栅金属化图形设计PERC单晶硅太阳电池,通过LDSE工艺参数优化,制备了平均转换效率达到21.92%的PERC单晶硅太阳电池。研究结果表明,LDSE技术可提高PERC单晶硅太阳电池的外量子效率(EQE)短波蓝光响应和转换效率。     

整形激光掺杂制备PERC电池选择性发射极研究

研究整形激光掺杂制备选择性发射极(SE)对p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池的表面金字塔形貌、掺杂分布及电池性能的影响。整形激光具有能量分布均匀、对硅片损伤小等优点。通过改变激光的功率以及激光划线速度在p型单晶硅PERC太阳电池制备了不同掺杂分布的发射极。结合3D激光显微镜、扫描电子显微镜、EDS能谱分析、四探针方阻测试仪、电化学电容法等测试分析方法表征了样品的表面形貌、方阻变化、掺杂浓度曲线和电学性能。本文结合光斑重叠率将不同激光功率和激光划线速度采用公式统一转化为激光能量密度,从而得出制备选择性发射极的最佳激光能量密度。研究结果表明,当激光能量密度为0.97 J/cm2时,电池效率可以稳定提升0.25%以上,体现了整形激光SE技术应用于PERC电池的应用潜力。     

太阳电池工作原理及特性六

1.砷化镓太阳电池在1954年研制成第一个实用的硅太阳电池的同时,也发现了砷化镓的光伏效应。1962年研制成光电转换效率为13％的砷化镓太阳电池,1973年镓铝砷-砷化镓太阳电池的最高效率达15％,1977年该种电池效率提高到23％。目前,砷化镓-硅复合太阳电池的最高效率已高达30％。     

激光开槽对MWT+PERC单晶硅太阳电池性能影响的研究

金属缠绕穿透(MWT)技术和钝化发射极及背接触(PERC)技术叠加应用可获得较高的硅太阳电池转换效率,且可以降低硅材料的损耗,但不同的背面激光开槽工艺会对电池的电性能产生不同影响。在保证同批次单晶硅片的背面开槽率(2.10%)不变时,针对MWT+PERC单晶硅太阳电池工艺中的背面激光开槽工艺进行了研究。通过调节激光功率的大小来改变开槽宽度与开槽线间距的大小,从而探究不同开槽图形对MWT+PERC单晶硅太阳电池电性能的影响;同时在3D显微镜下观察不同开槽宽度时硅片表面的激光光斑质量,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察不同开槽宽度时这类电池烧结后局部接触区域的形貌。结果表明,开槽宽度在33～35μm、开槽线间距为0.90±0.05 mm时,MWT+PERC单晶硅太阳电池的电性能及开槽形貌质量最佳。