Pt/a-Si肖特基太阳电池的退火效应

我们用射频溅射代替电子束蒸发制作(?)100mm的太阳电池,Pt的消耗量仅万分之一克左右。为了消除射频溅射造成a-Si表面的损伤和界面态的增加,在电池制成以后对它进行了适当的退火,使V_(oc)和j_(sc)分别提高40％和30％左右。经退火和加上减反射膜的单体电池,其性能如下:V_(oc)=595mV,I_(sc)=14.1mA/cm~2,FF=0.49,η=4.1％(电池面积为     

非晶硅p-i-n太阳电池

本文报道了p-i-n太阳电池的研制结果。以不锈钢为衬底材料,研制了9mm~2、1.3cm~2、2.5cm~2、9cm~2及25cm~2五种不同面积的电池。在不加减反射膜的情况下,各单项指标的最佳值分别是:V_(oc)=770mV,j_(sc)=8.7mA/cm~2,FF=0.42,η=2.7％。     

基于新型电子给体的联吡啶钌染料及其敏化太阳电池

合成了一种含有N,N-二甲基苯胺电子给体的新型联吡啶钌染料Ru[(L)(dcbpy)]NCS2,编号RC-30,并应用于染料敏化太阳电池(DSC)中。使用核磁共振氢谱(1H NMR),基质辅助激光解吸-飞行时间质谱(MALDITOFMS)对新染料的分子结构进行表征,利用紫外可见吸收(UV-Vis)和循环伏安法(CV)对染料的光电化学性质进行表征。将该染料应用在DSC中,RC-30敏化电池的短路电流密度J_(sc)、开路电压V_(oc)、填充因子FF、电池效率η分别为15.5 m A/cm~2、0.710 V、73.9%和8.11%,相对于相同条件下标准染料N3的J_(sc)提高了15.6%、电池效率η提高了10.4%。     

CdS/Cu_2S太阳电池栅极材料对电性能的影响

Cu_2S与收集栅的接触对CdS/Cu_2S太阳电池的效率和稳定性有很大的影响。本文报道了栅极材料对该电池电性能的影响。我们在光刻的铜栅上电镀Au、Ag、Cu、Ni、Zn、Sn、和Sb等金属,制成不同的栅网,并制成面积4cm~2的电池样品,对其电流—电压特性和接触电阻进行了比较,测量并计算了电池的V_(oc)、I_(sc)、η和FF。     

温度对多晶硅太阳电池性能影响的研究

对商业用冶金级和太阳能级多晶硅太阳电池不同温度下的性能参数做了分析,验证了太阳能级硅电池的性能优势。实验结果表明,随着温度T的升高,开路电压V_(oc),最大输出功率P_m,转换效率η近似线性下降,短路电流I_(sc)近似线性上升,填充因子FF的实验值和理论值变化趋势一致,当T40℃时,FF随T升高明显下降。对开路电压V_(oc)随温度T升高的线性下降速率dV_(oc)/dT进行定量分析。dI_(sc)/dT变化量与dV_(oc)/dT相比可以忽略。     

硫化镉太阳电池的工艺研究——用电子枪技术蒸镀CdS薄膜制造CdS-Cu_2S太阳电池

通过用电子枪蒸发新技术,成功地制备出致密、牢固、耐腐蚀和纯度高的n-型CdS膜。用扫描电子显微镜对CdS膜腐蚀前后的形貌进行了观察比较;采用离子探针技术对成结后的表面层Cd~#与Cu~ 的分布进行了分析。采用此种镀膜法,通过结构参数的改进,避免了J.P.Sorbier指出的粒子飞溅现象,并在几种基板上获得I_(sc)、V_(oc)、FF和η的最佳值分别是:25mA/cm~2、480mV、70％和5—6％(AM1)。电子枪技术是沉积CdS膜的较好方法。     

冶金法与西门子法单晶硅电池电性能对比

采用批量采样减小其他因素对实验结果影响的实验设计,比较分别采用冶金法与西门子法硅片制造的太阳电池主要电性能参数。结果表明:在标准测试条件和转换效率基本一致时,冶金法晶硅电池V_(oc)优于西门子法晶硅电池4 m V,I_(sc)低42 m A,R_s低0.119 mΩ,R_(sh)与I_(rev)增加一倍。     

电沉积Pt微岛对单晶n-Si光阳极行为的影响

用电沉积法在n-Si单晶表面上制得微细的不连续Pt岛,测得最佳的电沉积条件与最适当的氧化还原偶。在63mW/cm~2白光照射下,I_(sc)为21mA/cm~2,V_(oc)为0.57伏,转换效率达12.1％。 用SEM、XPS及AES测量n-Si/Pt电极表面。对实验结果进行了详细讨论。     

PVDF基准固态染料敏化太阳电池的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其中,有机溶剂电解质中PVDF的质量分数分别为5%、20%、25%;离子液体(甲基-丙基咪唑,MPII)电解质中PVDF的质量分数分别为0%、1%、10%。实验中制备的准固态小面积(0.25cm~2)封装电池光电转换效率均高于5.3%,PVDF含量为25%的有机溶剂型准固态电池的效率达到5.92%。此外,实验中还制备了密封的1cm~2的准固态电解质电池,并获得了6.26%的效率,此时对应的J_(SC)=15.4mA/cm~2,V_(OC)=0.672V,FF=60.5%。     

Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池结特性研究

本文报道了Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs电池正向暗I—V特性,示出暗I—V曲线,I_(01)、I_(02)、A_1、A_2及扩展区少子有效扩散长度等计算值。确定了以复合电流为主要暗电流的电流输运机理。用双指数模型讨论了暗特性和输出特性的关系。获得了开路电压V_(oc)随I_(02)降低而提高,填充因子FF随A_2的降低而增加的实验结果。EB1C扫描照片示出GaAs电池的有源区中存在无数不规则黑区,单束感生电流在这些区域明显减弱。电子探针测出黑区为Fe、Si、Al的杂质团。非火焰原子吸收光谱测出GaAs衬底中含有4×10~(15)cm~(-3)的杂质铁。铁、硅杂质团是影响少子扩散长度和复合电流的主要因素。 通过改进工艺,降低了暗电流,提高了电池性能,V_(oc)(1.01-1.05)超过理论预期值,FF(0.81-0.82)达到理论预期值,转换效率(AM1)达18—19％。     

Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池材料中少子扩散长度与太阳电池效率

本文报道了PNN和PPNN结构的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池材料中P-GaAs有源区的少子扩散长度与电池效率之间的关系,讨论了杂质、缺陷和结深等有关因素对少子扩散长度的影响。同时对L_n与V_(oc、I_(sc)和FF等电池参数间的关系也略加讨论。研制出效率达20.1％(AM1)的太阳电池。     

表面处理与p层电导率对HIT电池性能的影响

考虑到氢氟酸溶液对晶体硅表面具有去氧化和氢离子钝化表面悬键的双重作用,通过优化清洗工艺使得a-Si∶H(i)/c-Si/a-Si∶H(i)异质结构有效少子寿命达到2 ms。研究不同沉积温度对p型非晶硅薄膜电导率的影响,结合后退火发现中温(150℃)生长高温后退火的方式优于直接高温(200℃)沉积,电导率和钝化效果都有明显改善。采用优化后的p层,a-Si∶H(p~+)/a-Si∶H(i)/c-Si/a-Si∶H(i)/a-Si∶H(n~+)(inip)结构少子寿命可达3.70 ms。制备的HIT电池具有优良的性能:开路电压V_(oc)=700 mV,潜在的填充因子pFF=82%,短路电流密度Jsc=32.10 mA/m~2,填充因子FF=72.35%,转换效率η=16.26%,对比Suns-V_(oc)I-V曲线和标准条件下测试的I-V曲线计算得串联电阻,分析FF与pFF差异的原因。     

太阳电池电性能的自动测试与描绘

本文报道了一种低成本太阳电池电性能自动测试仪,该仪器采用特殊设计的电子负载,经微处理机控制,能自动、快速和稳定地打印出太阳电池的I—V特性曲线和V_(oc)、I_(sc)、V_m、I_m、P_(max)、FF、η等项参数,以及测试条件和测试日期、序号。 文中还就采样策略、档位自动转换、数据处理及测试精度问题进行了讨论。     

背面蒸镀铝金属化N型PERT太阳电池退火过程的研究

在N型PERT太阳电池制备过程中,蒸镀铝可作为太阳电池背面的金属电极,但是由于背面激光开膜所引起的氧化层会影响太阳电池的串联电阻(R_s),所以必须在蒸镀铝工序完成后对太阳电池进行退火处理以减少Rs。文章重点研究了以蒸镀铝为背电极的N型PERT太阳电池在不同退火工艺下的性能差异,研究结果表明,退火温度不变,随着退火时间的增加,Rs逐渐降低,填充因子(FF)和短路电流密度(J_(sc))迅速升高,开路电压(V_(oc))则缓慢升高,如果退火时间恰当,R_s会降得很低,V_(oc)也会处于峰值,此时电池效率(E_(ta))最大,最终在退火温度为380℃,且退火时间为40 s时,太阳电池的E_(ta)可达到20.77%。通过研究发现:太阳电池的退火过程可用阿伦尼乌斯公式来表达,通过此方程得出了铝和氧化硅退火反应的表观活化能为91.89 k J/mol。     

温度和光强对聚光硅太阳电池特性的影响研究

利用恒压频闪式I-V曲线测试仪研究分析温度和光强对聚光硅电池特性参数的影响。研究发现,聚光硅电池开路电压V_(oc) 的温度系数随聚光比升高不断降低,从1倍聚光比的-1.97 m V/K降低到30倍聚光比的-1.71 m V/K,和其理论计算值吻合较好;和普通单晶硅电池开路电压V_(oc) 温度系数相比,该电池的要小,上述说明聚光硅电池在聚光下工作有利于其在较高温度下操作。聚光硅电池填充因子和效率均随温度升高而降低;由于串联电阻影响,该电池效率随聚光比的增大先增后减,适合在小于20倍聚光比下的系统中工作。可进一步优化该电池金属栅线覆盖率和阻值引起的功率损失以提高其适合应用的聚光比。     

多功能太阳电池电性能测试系统

多功能太阳电池电性能测试系统,采用大功率冷光灯做模拟太阳光源,对主机及样品架采取了有效的温控措施,并使用单板微处理机对测试结果进行联机实时处理,测试准确、快速、方便。 该系统主要由主机、I—V曲线显示和记录仪器、数据处理设备组成(图1),可综合测定(?)60以内各种规格太阳电池的电特性参数:开路电压V_(oc),短路电流I_(sc),最大功率输出P_m,最佳工作点电压V_(mp)和电流I_(mp),光电转换效率η,填充因子FF,最佳负载电阻R_L,串联电阻r,以及开路电压、短路电流、最大功率输出的温度系数等。系统方框图见图2。     

热丝化学气相沉积n型nc-Si:H薄膜及nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术制备n型纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜,系统地研究了沉积参数,特别是掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响,获得了器件质量的n型nc-Si∶H薄膜。制备了nc-Si∶H/c-Si HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)结构太阳电池,研究了异质结结构参数对电池性能的影响,初步得到电池性能参数如下:Voc=483mV、Jsc=29.5mA/cm2、FF=70%、η=10.2%。     

硅太阳电池旁路电阻的简便测量

通过测量弱光范围硅太阳电池的V_(oc)和I_(sc)数值,可以方便地求得电池的旁路电阻R(sho)     

LPE法生长掺镁Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs高效太阳电池材料

在制取高效率GaAs太阳电池的pGa_(1-x)Al_xAs-pGaAs-nGaAs材料时,一般采用Zn作p型掺杂剂。本文讨论了以Mg代替Zn作掺杂剂与采用低温800℃外延工艺的有关问题。实验证明,Mg是比Zn更好的掺杂剂。我们进行了Ga-Al-As熔体中GaAs源溶解度、不同掺Mg量与浓度关系、不同掺Al量与x值关系的研究,并总结了pGaAs层厚度对V_(oc)、FF、I_(sc)及η的影响。认为pGaAs层浓度在1—3×10~(18)时,与之配合的最佳厚度在1—1.5μ范围,pGa_(1-x)Al_xAs厚度在0.1μ左右电池效率最高。我们用电化学C-V法作多层外延中各层浓度分布曲线,证明材料的pGa_(1-x)Al_xAs层0.1—0.2μ均匀薄层生长已获成功,p-n结特性良好。用俄歇能谱测试仪测出pGa_(1-x)Al_xAs窗口中x值有梯度变化,由此可增加光子吸收效果。用双晶衍射仪测得pGaAs-pGa_(1-x)Al_xAs异质结界面晶格失配值,证明(110)面晶格失配值比(100)面低、用掺Mg ppn结构材料已制作出1cm~2面积的太阳电池,最高效率达17％(AM1)。     

微晶硅电池的制备及提高其效率的优化

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同硅烷浓度系列的微晶硅电池。结果表明:电池的开路电压随着硅烷浓度的增大而逐渐增加,而电池的短路电流则先增加后减小,在转折点电池的效率达到最大,填充因子则变化不明显;(220)择优取向出现,I(220)/I(111)比值大,电池的短路电流密度也大,电池的效率也最高;在实验的范围内,电池的短路电流密度和厚度成正比例关系;首次在国内制备出了效率达7.3%,短路电流密度(Jsc)为21.7mA/cm2,开路电压(Voc)为0.52V,填充因子(FF)为65%的微晶硅电池。