硫化物靶与单质靶制备Cu2ZnSnS4薄膜的比较研究

为了验证磁控溅射硫化物靶替代单质靶制备Cu₂ZnSnS₄(CZTS)薄膜及太阳电池的可行性与优越性, 采用多周期磁控溅射ZnS-Sn-CuS和Zn-Sn-Cu制备CZTS薄膜, 并分析了使用不同溅射靶材对薄膜晶体结构、相纯度、表面粗糙度、化学组分、表面、截面形貌及光电特性的影响。按SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni-Al结构制成完整的电池器件并测量了J-V曲线。结果显示采用ZnS-Sn-CuS靶制备的CZTS薄膜太阳电池开路电压为611 mV, 短路电流密度为21.28 mA/cm ², 光电转换效率达5.11%; 而以单质靶为基础制备的太阳电池开路电压为594 mV, 短路电流密度为18.56 mA/cm ², 光电转换效率为4.13%。这归因于采用ZnS-Sn-CuS制备的CZTS薄膜相比于单质靶更加平整致密, 纵向生长更好。证明了采用硫化物靶制备CZTS薄膜及太阳电池相较于单质靶的优越性。     

微孔结构TiO2薄膜在准固态染料敏化太阳电池上的应用

采用200 nm聚苯乙烯(PS)造孔可以改善TiO2半导体薄膜的散射光性能,提高了准固态染料敏化太阳电池的光电性能。用10%聚苯乙烯造孔制备TiO2半导体组装的染料敏化太阳电池,在100 mW/cm2光强下电池光电转换效率达到2.94%,与不含造孔剂电池相比,光电转换效率提高52%。薄膜光学性能和入射单色光子–电子转化效率(IPCE)研究表明,电池光电性能的提高与薄膜的光散射改善和电池中染料的光捕获效率增大密切相关。     

一种提高染料敏化太阳电池光吸收的结构的初步研究

染料敏化太阳电池中的染料对入射太阳光的充分吸收是提高电池光电转换效率的一个重要因素,针对染料在长波范围吸收光差的缺点,本文介绍了一种提高电池光吸收的改进结构.对P25氧化钛粉工艺制备的电池及改进结构的透过光谱和光电转换效率进行了初步研究,电池的透过光谱测试表明,有相当一部分光透过电池而没有充分利用.经太阳模拟器测试,改进结构对提高电池光吸收具有明显的效果,短路电流增加了大约0.8mA/cm2,光电转换效率相对提高了11.4%.     

衬底温度对碲化镉薄膜性质及太阳电池性能的影响

蒸汽输运法是制备高质量且大面积均匀的CdTe薄膜的一种优良的方法。采用自主研发的一套蒸汽输运沉积系统制备了CdTe多晶薄膜, 并研究了衬底温度对CdTe薄膜性质及太阳电池性能的影响。利用XRD、SEM、UV-Vis和Hall等测试手段研究了衬底温度对薄膜的结构、光学性质和电学性质的影响。结果表明, 蒸汽输运法制备的CdTe薄膜具有立方相结构, 且沿(111)方向高度择优。随着衬底温度的升高(520℃~640℃), CdTe薄膜的平均晶粒尺寸从2 μm增大到约6 μm, CdTe薄膜的载流子浓度也从1.93×10¹⁰ cm^-3提高到2.36×10¹³ cm^-3, 说明提高衬底温度能够降低CdTe薄膜的缺陷复合, 使薄膜的p型更强。实验进一步研究了衬底温度对CdTe薄膜太阳电池性能的影响, 结果表明适当提高衬底温度, 能够大幅度提高电池的效率、开路电压和填充因子, 但是过高的衬底温度又会降低电池的长波光谱响应, 导致电池转换效率的下降。经过参数优化, 在衬底温度为610℃、无背接触层小面积CdTe薄膜太阳电池的转换效率达到11.2%。     

多层减反射膜对PERC太阳电池性能的影响

优化晶体硅材料的光学特性,可有效提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率.采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在钝化发射极和背表面太阳电池(PERC)上成功制备出叠层结构的多层减反射薄膜提升硅材料的光学特性.研究结果表明,正面使用二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅作为器件的叠层介质膜,将SiO2/S...     

本征微晶硅材料及其在电池中的应用

采用VHF-PECVD技术制备了系列不同硅烷浓度和功率的微晶硅薄膜.材料的电学特性和结构特性测试结果表明:制备出了符合太阳电池用的本征微晶硅薄膜.材料应用于电池中,制备出了效率达6.6%的微晶硅电池,没有ZnO背反射电极,而且电池的厚度仅为1.0 μm.     

低能离子注入对PAn/Si异质结太阳电池的改性研究

利用电化学方法制备了聚苯胺 /Si太阳电池 ,将离子注入改性技术引用到聚苯胺 /Si异质结太阳电池的改性研究中 ,对离子注入后太阳电池顶区材料的吸收光谱和热稳定性能进行了研究 ,测量了改性后电池的输出特性。研究结果表明 :经离子注入改性后的聚苯胺吸收光谱明显变宽 ,材料的热分解温度较注入前提高了 40℃ ,电池在 10 92W/m2 光照时的转换效率提高了 18倍 ,在 37 2W/m2 光照时的转换效率提高了近 3倍     

95%高双面率异质结太阳电池的叠层减反射研究

本文通过PV Lighthouse模拟了硅片厚度(从50μm至200μm)对晶硅异质结(SHJ)太阳电池的光学吸收及光生电流密度的影响,剖析了电池柔性化面临的瓶颈问题,并模拟了不同厚度的TCO/MgF₂与TCO/SiO₂减反射结构,获得了最佳光生电流密度。通过热蒸发制备了MgF₂薄膜,射频磁控溅射制备了SiO₂薄膜,经过优化构建了具有高透过率(92.56%)的MgF₂/SiO₂叠层减反射结构,将器件入光面反射率从6.70%降低至5.46%。在SHJ电池背面应用MgF₂/SiO₂叠层减反射结构,正面辅以单层SiO₂或MgF₂减反射薄膜,背面入光时的外部量子效率(EQE)显著提高了2.35%,使短路电流密度提升1.10 mA/cm²以上。该叠层减反射方案实现了95.16%的超高双面率,对提升双玻组件的发电量具有重要意义。     

非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究

以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜, 获得性能优良的宽带隙p型半导体材料, 再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层, 最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池. 利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙, 并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数, 再分析电池的光谱响应特性. 实验表明, 掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽, 以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层, 能够改善电池的光谱响应特征, 并提高转化效率达10%以上.     

ZnO调制改性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极研究

采用丝网印刷的方式制备了染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜光阳极、TiO2-ZnO复合薄膜光阳极以及TiO2/ZnO双层薄膜光阳极,研究了ZnO对TiO2薄膜光阳极的调制改性作用。研究结果表明分别以醋酸锌和ZnO直接掺杂制备的TiO2-ZnO复合薄膜光阳极同未掺杂的TiO2薄膜光阳极相比,以醋酸锌为原料制备的复合薄膜光阳极使电池转换效率提高了1倍,而由于微米量级的ZnO的粒径大,用其作原料制得的复合薄膜光阳极反而使电池的转换效率有所降低。以醋酸锌为原料制备的TiO2/ZnO双层薄膜光阳极同TiO2薄膜光阳极相比,电池转换效率提高了13倍,通过性能优化后电池的转换效率达到4.7%。