以n-InP为基的光电化学电池的研究

本文对以n-InP为基的再生式光电化学电池进行了多方面的探讨。研究了电极的掺杂浓度、晶面、溶液中的氧化还原对、酸碱度以及光强对电池性能的影响,还研究了电极的稳定性。研制的电池性能指标如下:n-InP[N_D=10~(16)cm~(-3),(100)面]在0.001MFe~(2 ) 0.5MFe~(3 ) 3MHCl溶液中,光强为65mW/cm~2时,转换效率η=18％;n-InP[N_D=10~(18)cm~(-3),(100)面]在0.5MFe~(2 ) 0.4MFe~(3 ) 1.5MHCl溶液中,光强为50mW/cm~2,η=6—8％,转换效率稳定性超过90小时;n-InP[N_D=10~(18)cm~(-3),(?)面]在2MS 1.5MNa_2S 1MNaOH溶液中,光强为50mW/cm~2,短路150小时后,电极完全稳定,η=3.1％。     

MIS多晶硅太阳电池

本文对影响MIS多晶硅太阳电池效率的有关因素进行了分析,实验电池的转换效率达10.1％(100mW/cm~2,有效面积)。     

氧化物层对Cr-MIS太阳电池性能的影响

本文报道了氧化物层对Cr-MIS太阳电池性能的影响。实验证明,氧化物层厚度约30(?)的电池性能较好。在100mW/cm~2的光强下,有效面积为1.3cm~2的Cr-MIS单晶硅电池,V_(oc)、J_(sc)、FF和η分别为0.545V、31.5mA/cm~2、67％和11.5％。在同样光照条件下,有效面积为3.14cm~2的Cr-MIS废次单晶硅电池,V_(oc)、J_(sc)、FF和η分别为0.541V、28.3mA/cm~2、64％和9.8％。     

研制高效硅太阳电池的新进展

本文报道了我们研制的2×2cm~2、n~ /p硅太阳电池。它采用了绒面、硼背场、铝背反射器、Ti-Pd-Ag电极以及TiO_x-Al_2O_3双层减反射膜。在25℃、AM0条件下的最优样品电池输出功率达80.6mW。 实验表明:(1)硼背场导致电池开路电压增加50-60mV;(2)用1—2％的NaOH水溶液可腐蚀出接近于理想的绒面。这种表面结构与硼背场和TiO_x-Al_2O_3双层减反射膜相结合,使电池短路电流显著提高,与常规电池相比,约增加7.5mA/cm~2。     

背表面场聚光硅太阳电池测试结果和理论预测的比较

研制成功了基体电阻率为1Ω-Cm的n~ -p-p~ (背表面场)聚光硅太阳电池。用电压叠加法原理,借助于计算机获得了电池在1—100个太阳(一个太阳为AM1光强——100mW/cm~2)下的开路电压、高低结电压、基区电压、短路电流密度和效率的理论数值。电池在1—65个太阳下测试得到的结果和计算机提供的理论数值一致。电池在30个太阳下的效率达到18.8％,在65个太阳下达到15.1％。测得电池的电压温度系数为1.995mV/℃。本文强调了1Ω-cm n~ -p-p~ 聚光硅太阳电池对提高聚光方阵性能的意义。     

SnO_2/Si异质结太阳电池的研究

在10cm~2的单晶硅片上,用喷涂热分解法制备了SnO_2/Si异质结太阳电池,在光强为100mW/cm~2(AM1.5)的ELH灯照射下,全面积电池的光电转换效率η=10.79％,其有效面积的效率已达到11.99％。氧化锡膜是喷涂一种四氯化锡的混合物到加热的硅衬底上沉积而成的。这种电池的效率在很大程度上取决于硅和氧化锡之间的二氧化硅绝缘层,其最佳厚度为10—20(?)。文中给出了这种电池的温度系数曲线。     

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。     

大面积高效率空间用三结砷化镓太阳电池的研究

通过在电池中引入布拉格反射器,提高电池抗带电子辐照能力,经辐照后使电池最大功率平均衰减小于18%。优化上电极栅线结构,当金属栅线面积占电池面积的3.0%时,电池平均短路电流为456.2mA。优化TiO_x/AlO_x双层减反射膜结构,短波300~500nm范围内电池表面反射率小于30%。采用以上结构最终制备出面积为26.8cm~2的空间用三结砷化镓太阳电池,批产平均转换效率为29.61%,最大转换效率30.15%。     

高开路电压高转换效率硅太阳电池研究

一、引言 在改善硅太阳电池性能的研究中,为提高电池的短路电流已做了大量工作。例如,紫电池、绒面电池及锯齿形盖片的研制,已将电池的短路电流密度提高到47.5mA/cm~2以上。近期内,人们把提高电池的开路电压作为主攻方向,并已进行了多方面的努力。然而,报道的制造工艺都较复杂,周期也较长。另一方面,所有“高压”电池的短路电流输出几乎都比通常     

高效氮化硅抗反射膜MIS/IL及MINP硅太阳电池的研制

本文报道了用常规MIS/IL及MINP硅太阳电池工艺制备的超薄SiO_2膜进行低温、低压氨处理的结果。电池的I—V特性及转换效率明显提高。在氨气中直接制备超薄Si_xO_yN_z膜获得成功。采用简单工艺,分别制出全面积转换效率为13.5％(AM1.5,100mW/cm~2,25℃,面积1.02cm~2)的MIS/IL硅太阳电池及效率为16.1％(AM1.5,100mW/cm~2,25℃,面积1.11cm~2)的MINP硅太阳电池。     

薄膜CdS-Cu_2S电池的某些改进

本文介绍了在沉积CdS工艺中防止锌蒸发的方法。用电子扫描和光点扫描分析了CdS薄膜和太阳电池的均匀性。 本文还讨论了CdS的腐蚀机理。用盐酸腐蚀CdS使该电池的反射损失降到2—3％,在阳光下测得电池的转换效率达8.9％,电池面积为4.9cm~2。     

效率31%的太阳电池

美国国立桑地亚实验室开发出了双层结构的聚光GaAs太阳电池。这种电池的面积为0.317cm~2,在聚光350—500倍时,也就是相当于35—50w/cm~2时,转换效率达到31％。这种电池是在1984年开发工作的基础上进行了多方面改进制成的。桑地亚实验室委托Varian公司研究     

集成式低倍聚光光伏组件模块开发

提出一套集成式低倍聚光光伏组件光路的优化算法,并设计制作聚光比为2.2的晶体硅聚光电池模块,在标准光照条件(AM1.5)下,开路电压为0.69 V,短路电流密度为35 m A/cm~2,最大功率点效率约为14.2%。与使用相同电池材料制作的普通晶体硅模块相比,效率可提高0.7%。相比普通晶体硅组件,该型组件可节约50%~60%的电池材料使用量。     

一种有希望的多晶太阳电池

美国宾西法尼亚州的Ametek应用材料实验室最近研制了一种由CdS,CdTe和ZnTe组成的in-i-p型多晶太阳电池,在2mm~2的电池上太阳电池的转换效率达到10.7％,在4cm~3的太阳电池上也取得了9.4％的转换效率。电池的设计是把宽带隙的n型CdS和p型:ZnTe分布在高电阻率的CdTe两边,这同简单的异质结相比有许多优点,电池制造的每一步都适于大规模低成本生产。现有的沉淀过程都在3″×6″(116cm~2)衬底上进行,然后划开为单个电池,衬底材料是商业可得的涂层玻璃。     

大面积a—si：H太阳电池

本文介绍了大面积a-Si:H太阳电池的结构、制造工艺和我们目前取得的进展。整个电池由29个子电池内部串联而成,面积为2790cm~2。最好的太阳电池,有效面积转换效率为7.9％,总面积转换效率为6.4％。讨论了并联电阻和填充因子的关系,在结构、材料和工艺确定的情况下,并联电阻是影响填充因子和效率的主要因素。     

提高多晶硅太阳电池效率的新结构

新技术和最优化结构使日本夏普公司制造的多晶硅太阳电池的光电转换效率达到16.4％。到1992年,10cm~2这种电池的光电转换效率预计可达到18％。多晶硅比单晶硅价钱便宜,但是多晶硅的晶粒界面使共转换效率降低。夏普公司的设计综合了下列几个特点:电池表面做成凹槽以提高太阳光的利用率;电池表面上的双层膜降低了对太阳光的反射;此外,     

N型单晶碲化镉光电化学电池的研究——(Ⅰ)表面刻蚀与氧化还原偶选择

本文报道了光电极表面刻蚀、氧化还原偶性质对单晶n-GdTe光电化学电池性能的影响。采用恒电流电化学刻蚀处理,可大大提高光电流及填充因子,在短路条件下,电池的量子效率达0.86(波长λ=6328(?)),在X~(2-)/X_n~(2-)(X=S、Se、Te)三种溶液中,能量转换效率在9.7—15.6％之间。n-CdTe在多硫溶液中不稳定,当[S~(2-)]/[S]比大于1时有光致钝化现象。采用多碲溶液,电池在近10mA·cm~(-2)的光电流下连续操作171小时,电流仍无明显下降。 用电化学与光电化学方法测定了n-CdTe的禁带宽度、载流子浓度与平带电位。     

Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火研究

本文报道了液相外延Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs异质面太阳电池的电子和质子辐照以及退火试验结果。辐照电子能量为1MeV,积分通量为10~(12)—10~(15)e/cm~2;质子辐照能量为7.8MeV,积分通量为10~8—10~(12)p/cm~2。测定了辐照前后电池的电特性和光谱响应曲线。观察到结深与辐照损伤的明显关系。电子辐照的临界通量(?)_c>1×10~(15)e/cm~2,质子辐照临界通量(?)_c>1.02×10~(12)p/cm~2。经积分通量1×10~(15)e/cm~2的辐照,再在真空200℃进行热退火20小时后,短路电流得到全部恢复,输出功率恢复至原来的80％。     

n型铝背结太阳电池的前面场优化研究

主要研究了n型铝背结太阳电池前面场对电池效率的影响,前面场浓度与扩散深度的优化明显提高了n型电池的短波响应,在实验中采用了低成本工艺路线,采用PECVD沉积SiN x替代高温热氧化形成的SiO2与PECVD沉积SiN x叠层膜作为钝化减反射层。文中通过PC1D模拟与实验结合的方法得到前表面场的最佳掺杂浓度与掺杂深度,研究发现n型电池前面场与p型电池背面场有明显差异,p型电池背面场掺杂浓度越高得到的效率就越高,而n型电池前面场掺杂浓度在合适范围内才能有效提高电池效率。最终经过优化得到的电池效率达到19.25%,开路电压为641 mV,短路电流为8.91 A,填充因子为80.53%。     

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%。