光栅结构钙钛矿/晶硅叠层太阳电池光学特性模拟

作为新一代高效太阳电池,叠层太阳电池虽然效率较高,但仍存在不合理的结构设计,导致了较高的光损失。文章以具有光栅结构的钙钛矿/晶硅叠层太阳电池为模型,使用FDTD solutions软件分别对影响电池性能的子电池厚度、顶电池光栅尺寸以及中间层厚度等参数进行了模拟优化。模拟结果显示:合适的子电池厚度、光栅结构和中间层厚度,能最大化地提升叠层太阳电池的性能;其中,有光栅结构的叠层太阳电池的短路电流密度提升了20%。这一结果为进一步在实验室制备钙钛矿/晶硅叠层电池提供了参考。     

薄膜太阳电池效率可与硅基相匹比

美国能源部国家可再生能源实验室的研究人员近日宣布,开发的薄膜太阳能电池效率已可与常用的硅基太阳能电池相匹比。开发的铜铟镓二硒化物（CIGS）薄膜太阳能电池的效率达到19．9％,接近多晶硅基太阳电池20．3％的转换效率。     

砷化镓基系III-V族化合物半导体太阳电池的发展和应用(9)

正4.3半导体键合技术(SBT)制备的四~五结叠层聚光电池2014年9月,德国Fraunhofer太阳能系统研究所等单位报道,他们采用SBT研制的四结叠层GaInP/Ga As//GaInPAs/GaInAs聚光电池在324倍AM 1.5D光强下,达到了当前国际最高电池效率46.5%(5.42 mm~2)~[2]。四结电池分两步制备。首先在GaAs(晶格常     

低温沉积硅薄膜电池及其在塑料衬底上的应用

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,保持衬底温度在125℃沉积硅薄膜材料及电池,研究了硅烷浓度、辉光功率等沉积参数对材料和电池性能的影响。在125℃的低温条件下,通过优化沉积工艺,在玻璃衬底和PET塑料衬底上分别制备出效率达到6.8%和3.9%的单结非晶硅电池。在PET衬底上,将低温沉积非晶硅电池的技术应用于的叠层电池的顶电池,制备出效率为4.6%的非晶/微晶硅叠层电池。     

新产品

<正>高效CIGS太阳电池德国太阳能和氢研究中心(ZSW)宣布其铜铟镓硒薄膜太阳电池(CIGS)的光电转换效率达到20.3%,创造新的效率纪录。这项纪录已经得到德国Franhofer ISE研究所的验证。而普通的铜铟镓硒薄膜太阳电池的效率仅为10%～11%。此次创造纪录的CIGS薄膜太阳电池采用半导体CIGS层和接触层,面积为0.5cm~2,厚度仅为4μm,比标准的硅电池薄50倍,这样就可以节省材料和成     

非晶硅锗三迭层电池的工艺优化

该文报道了University of Toledo近两年在三叠层非晶硅锗太阳电池方面的研究进展.使用PECVD技术在不锈钢衬底上制备三结太阳电池,经过工艺优化后,电池效率达12.7%.文中研究了三结电池中的P、I层的生长条件对电池特性的影响,认为在非晶硅与微晶硅的过渡区存在着一种过渡态,可使电池的性能达到最佳.文中还研究了P、I界面的匹配和过渡层对电池性能的影响.     

氧化钼在半透明双面钙钛矿太阳电池中的应用

研究双面钙钛矿太阳电池正极窗口叠层MoO_3/ITO(氧化钼/掺锡氧化铟),通过蒸镀法沉积制备具有不同厚度的氧化钼(MoO_3)缓冲层。结合PV Lighthouse模拟计算,系统分析MoO_3缓冲层对太阳电池光电性能的影响。得益于电子传输层的宽禁带和MoO_3/ITO的减反效果,当光从玻璃衬底(SnO_2电子传输层)一侧入射时电池的短路电流密度较高。实验表明当MoO_3缓冲层厚度在10～15 nm时,钙钛矿太阳电池填充因子和短路电流密度达到最佳值,此时电池光电转换效率最高,电池的双面率为69.5%。     

中国薄膜电池技术与发展概况(下)

3铜铟镓硒太阳电池(1)国内CIGS电池技术我国CIGS电池的研究自20世纪80年代开始起步,早期研究单位有内蒙古大学、云南师范大学、中国地质大学和南开大学。但由于国家投入经费少,电池技术难度大,只有南开大学在天津市自然科学基金与国家科技攻关少量经费资助下勉强维持下来。在"十五"期间,CIGS电池被列入国     

德国Manz集团CIGS薄膜光伏交钥匙生产线——实现平价上网的最佳选择

<正>2014年4月8日全球著名高科技设备制造商德国Manz集团在北京中国大饭店召开新闻发布会,向中国太阳能光伏市场输出整线CIGS(铜铟镓硒)交钥匙工程,包括太阳能薄膜电池生产线设备及生产技术。Manz的CIGS薄膜组件的量产模块转换效率突破14.6%。CIGS薄膜太阳能技术具有转换率高、性能稳定、制造成本低、零污染等特点。其主要制造原材料为铜、铟、镓、硒,我国稀土资源丰富,这4种原材料最大产地均在中国。与多晶硅电池原料过度依赖海外市场相比,CIGS有着极大的优势。     

正泰硅基叠层薄膜太阳电池研发与大规模生产新进展

介绍了正泰太阳能在硅基叠层薄膜电池上的主要技术进步,包括TCO优化、新型氧化物掺杂层的引入、弱光效应、温度系数改善等。这些技术进步使得正泰太阳能量产硅基叠层薄膜电池的稳定全面积效率达到10%。此外还讨论了组件的现场能源输出表现,从而展示硅基薄膜技术仍然是光伏产业中一个非常有竞争力的技术路线。     

薄膜太阳电池系列讲座(8) CIGS薄膜太阳电池(下)

③柔性CIGS电池的卷-卷(Roll-to-Roll)制备工艺CIGS薄膜电池制备在柔性衬底上,使其可能采用卷绕式(Roll-to-Roll)生产工艺。几百米甚至上千米长的电池一次完成[9],卷对卷工艺可降低设备造价和占地面积,同时有效提高生产效率。卷对卷工艺设备局部示意图如图16所示。在CIGS薄膜电池工艺流程中,在分切成外联要求的单个电池     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(7)

<正>2014年,天津三安光电公司报道,他们成功研发了晶格应变三结叠层GaInP/GaInAs/Ge高倍聚光电池,并进行了规模生产,聚光电池效率达到40%~41%。在青海神光格尔木建立了50 MW高倍聚光光伏电站,在青海日芯建立了60 MW高倍聚光光伏电站~([29])。3.3.3反向应变GaInP/GaAs/GaInAs三结叠层聚光电池改善GaInP/GaAs/Ge叠层电池能带匹配的     

无机钙钛矿太阳能电池研究进展

钙钛矿太阳能电池是一种新兴的全固态平面型太阳能电池,从2009年第一次出现到现在发展迅速。据报道,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已超过24%,全无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率也超过17%。相比于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池,无机钙钛矿材料由于热稳定性好而成为钙钛矿太阳能电池研究领域的热点之一。本文主要综述了全无机钙钛矿太阳能电池的基本知识及最新的研究成果,尤其是提高全无机钙钛矿太阳能电池的效率及稳定性方面的成果,对钙钛矿薄膜层的改进、电子传输层及空穴传输层优化方面的成果作了详细的介绍和评述。     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(1)

介绍以直接带隙Ⅲ-Ⅴ族材料为主体的多结叠层聚光太阳电池的特性和研发进展。据报道,三结叠层GaInP/GaAs/Ge太阳电池已成为空间能源的主力军,四结叠层GaInP/GaAs/GaInPAs/GaInAs聚光太阳电池的效率已达46.5%。在不远的将来,实现高效(50%)、低成本的Ⅲ-Ⅴ族多结叠层聚光电池是有现实可能的。     

非晶／微晶硅叠层电池中间层的研究进展

由于非晶硅光致衰退、微晶硅吸收系数低的原因,叠层结构电池成为提高电池效率和稳定性的有效途径.叠层电池各子电池较薄、太阳光的利用率较低,因此陷光结构在叠层电池中的作用尤其重要.具有绒面结构的前电极、叠层电池的中间层以及ZnO/Al或ZnO/Ag复合背电极共同组成硅薄膜太阳电池的陷光结构.中间层位于各子电池之间,作用是改变界面反射率,影响电池中光的传播路径.该文综述了叠层电池中间层的作用、要求以及此方面国内外的研究现状,并指出中间层研究中需要注意的主要问题和未来发展的趋势.     

CIGS/Si异质结太阳电池的数值模拟

利用软件wx AMPS模拟CIGS/Si异质结太电池的效率和不同工艺参数对电池性能的影响:前后端接触势垒分别为1.2 e V和0.21 e V,前(后)表面复合速率为1×10~7cm/s,选择功函数为5.4 e V的透明导电薄膜材料,p型CIGS的带隙和厚度为1.15 e V和3μm,并选择掺杂浓度为5×10~(16)cm~(-3)的n型硅片,最终模拟CIGS/Si异质结太阳电池的最佳效率为25.60%。希望该模拟数据为实际制备CIGS/Si异质结太电池作出正确的理论指导。     

柔性衬底微晶硅薄膜太阳电池研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了系列本征微晶硅薄膜材料和nip单结微晶硅太阳电池,研究了硅烷浓度、衬底温度和辉光功率等沉积参数与薄膜材料性能、薄膜电池性能三者之间的关系.拉曼光谱和器件测试结果表明:随硅烷浓度的增加,本征层晶化率逐渐减小,直至转变为非晶硅;沉积温度高于200℃时,电池性能严重恶化;随等离子辉光功率增加,材料晶化率保持不变,而电池开路电压逐渐增大,短波光谱响应逐渐增强.在此基础上,优化了单结微晶硅电池沉积参数,得到效率为6.48％ (AM0,25℃)的单结微晶硅薄膜太阳电池;并将其应用到非晶硅／微晶硅叠层电池中,在不锈钢柔性衬底上得到效率为9.28％( AM0,25℃)的叠层电池.     

薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PECVD)技术制备非晶硅顶电池，采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF—PECVD)技术制备微晶硅底电池，初步优化研究了薄膜非晶硅／微晶硅叠层太阳电池顶电池与底电池的本征吸收层厚度匹配与电池电流匹配，以及氧化锌／金属复合背反射电极对电池的作用。研制出了面积为1．0cm^2效率达9．83％的薄膜非晶硅／微晶硅叠层太阳电池。     

Mo背电极对CIGS吸收层成分与结构的影响

采用直流磁控溅射法,通过调整溅射气压制备双层和三层Mo背电极层,并在其上制备(In,Ga)_2Se_3(IGS)和Cu(In,Ga)Se_2(CIGS)。采用X射线荧光光谱(XRF)和X射线光电子能谱(XPS)测量成分;用扫描电子显微镜(SEM)观察IGS和CIGS的表面和断面形貌;用X射线衍射(XRD)研究背电极层对IGS和CIGS结晶取向的影响。结果表明,背电极的不同可影响CIGS表面Na的分布;三层Mo背电极层上制备的CIGS吸收层具有112择优,晶粒较大,贯通性更优;三层Mo背电极层上制备的CIGS电池的效率为14.1%,其中较双层J_(sc)和FF分别有9.4%和15.5%的提升。     

氢化非晶硅基三结叠层太阳电池性能模拟

发展了一种叠层太阳电池准实验模型,根据各组分电池性能来预计非晶硅基三结叠层太阳电池的转化效率.对于如何获得组分电池短路电流的匹配,以及由此叠层电池可达到的最高效率问题,这种模型提供了一种实际可行的预计方法.