聚光背结背接触太阳电池发射区半宽度的优化研究

利用TCAD半导体器件仿真软件对中低倍聚光光伏系统中应用的N型叉指背接触(IBC)单晶硅太阳电池的电学性能进行了仿真研究。全面系统地分析了在不同聚光比情况下,单元电池发射区半宽度对聚光IBC太阳电池短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响。仿真结果表明:聚光IBC太阳电池的电学性能受到单元电池发射区半宽度和聚光比的显著影响。在不同的聚光比情况下,存在最优的发射区半宽度,使得聚光IBC太阳电池转换效率最高。随着聚光比的增大,最优的发射区半宽度减小。虽然增大聚光比可提高聚光IBC太阳电池的转换效率,但同时减小了最优的发射区半宽度及参考范围,增加了聚光IBC太阳电池的制备难度。     

背接触硅太阳电池研究进展

高效率、低成本是晶体硅太阳电池发展的主流方向.背接触电池以其独特的器件结构、简单的制备工艺及较高的电池效率,备受光伏市场的关注.概括了目前国际上研究较多的几种背接触硅太阳电池,对其结构特点、制造技术及发展概况作了系统介绍,并在此基础上提出了需要改进的问题及未来的发展方向.     

高效背接触太阳电池反向热击穿特性研究

基于非等温能量平衡传输模型,利用TCAD半导体器件仿真软件对N型插指背接触(IBC)单晶硅太阳电池反向输出特性进行了仿真研究。通过光电转换效率和反向热击穿特性对IBC太阳电池的性能进行综合评价。全面系统地分析了不同衬底电阻率、发射区表面浓度、发射结结深对IBC电池反向热击穿特性和转换效率的影响。借鉴双极功率半导体器件的抗二次击穿技术并应用于IBC电池,详细分析了发射区边缘刻蚀结构对IBC电池反向热击穿特性的影响。仿真结果表明:高晶硅衬底电阻率、低发射区表面浓度有利于改善IBC电池的反向热击穿特性,但不利于电池转换效率的提高。深结发射区不仅有利于改善IBC电池的热击穿特性,而且有利于电池转换效率的提高。当发射区边缘柱面结未被完全刻蚀时,不具有改善IBC电池反向热击穿特性的作用。当发射区边缘柱面结被完全刻蚀时,随着横向刻蚀距离的增大,热击穿临界电压增大。     

高分子p—n异质结太阳电池的研究

用合成的十二烷基苯磺酸（ＤＢＳＡ）掺杂的聚苯胺（ＰＡｎ）导电材料和Ｂｅｉ染料组合，采用涂覆技术，研制成ＳｎＯ２／ＰＡｎ膜／Ｂｅｉ染料薄层／Ａｌ栅电极结构和Ａｌ／ＰＡｎ导电基片／Ｂｅｉ染料薄层／Ａｌ栅电极结构的ｐ－ｎ异质结太阳电池，测定了该电池的光电效应和伏安特性，在４．７２ｍＷ／ｃｍ＾２的氙灯照射下，开路电压Ｖｏｃ达４００ｍＶ短路电流Ｉｓｃ为１０μＡ，填充因子可达５７．４％，光电转换效率为０．０９     

p型微晶硅膜的研究及其在异质结太阳电池中的应用

首先采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备了电导率为0.13 S/cm、晶化率为50%的p型微晶硅,然后制备了μc-Si∶H(p)/c-Si(n)异质结太阳电池。初步研究了硼掺杂比、辉光功率密度、p型硅薄膜的厚度和氢处理时间等这些参数对电池开压的影响。在优化的工艺参数下得到异质结电池最大开路电压Voc为564mV。     

具有复合背接触层的 CdTe多晶薄膜太阳电池

为了提高CdTe太阳电池的背接触性能,用共蒸发法制备了ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe多晶薄膜。研究结果表明：Cd1-xZnxTe多晶薄膜的能隙与锌含量呈二次方关系,ZnTe：Cu多晶薄膜能隙随着掺Cu浓度的增加而减小。分别用ZnTe／ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe／ZnTe:Cu复合膜作为背接触层,既能修饰异质结界面,改善电池的能带结构,又能防止Cu原子向电池内部扩散。因此获得了面积0．502cm^2,转换效率为13．38％的CdTe多晶薄膜太阳电池。     

有机-无机杂化体异质结太阳电池研究现状

有机-无机杂化体异质结太阳电池以无机半导体纳米晶作为电子受体,共轭聚合物作为电子给体,是近年来的一个研究热点。在设计上,有机-无机杂化材料兼具有机材料的柔性、结构多样性、易加工和无机材料载流子迁移率高、稳定性好的优势,具有良好的发展前景。介绍了有机-无机杂化体异质结太阳电池的结构、工作原理,从共轭聚合物、无机半导体纳米材料以及电池制备工艺3个方面综述了近年来国内外研究现状,主要包括有机-无机杂化体异质结太阳电池中常用共轭聚合物结构、带隙,无机纳米晶种类、形貌、表面改性以及有源层厚度、形貌调控等内容。着重介绍了基于CdSe、TiO2、PbS类纳米晶的太阳电池。最后讨论了有机-无机杂化体异质结太阳电池目前存在的问题和发展方向。     

硅表面钝化及对异质结太阳电池特性的影响

研究了不同的晶体硅表面钝化方法,测试分析了硅片的少数载流子寿命以及对晶体硅/非晶硅异质结(HIT)太阳电池性能的影响。发现适当时间的HF溶液处理、氢等离子体处理和表面覆盖约3nm的本征非晶硅层能有效提高硅片的少子寿命,从而提高HIT太阳电池的开路电压。对电池制备工艺综合优化后,得到了基于n型晶体硅的光电转换效率为16.75%(Voc=0.596V,Jsc=41.605mA/cm2,FF=0.676,AM1.5,25℃)的HIT太阳电池。     

复合背接触层与背电极的匹配对CdTe太阳电池性能的影响

本文研究Ni和Au两种背电极在有、无ZnTe/ZnTeCu背接触层时对碲化镉太阳电池性能的影响及其机理.试验结果表明,在没有ZnTe/ZrTeCu复合背接触层时,Ni和Au相比,输入特性的填充因子(FF)较差,短路电流密度(Jsc)较大,转换效率(η)较低;在有zrTe复合背接触层时,Ni和Au相比,FF相差较小,而η因Jsc较大而较高.通过暗特性的测试,可以看到,在有了ZnTe复合背接触层以后,Ni作背电极的碲化镉太阳电池,其二极管因子(A)、暗饱和电流(Jo)和旁路电阻(Rsh)等三个参数降低的幅度都比Au作背电极的大.这和ZnTe复合背接触层使Ni背电极碲化镉太阳电池效率有更大提高是吻合的.分析表明,这主要是由于光生电流的增大导致了Jsc的增大.这样用Ni代替Au作背电极会带来降低成本和效率提高的双重改进.     

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／ｍ＾２光照时的转换效率提高了１８倍，在３７．２Ｗ／ｍ＾２光照时的转换效率提高了近３倍。     

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     

高效本征薄层异质结(HIT)太阳电池技术研究进展

高效本征薄层异质结(HIT)是由本征钝化层沉积在a-Si/c-Si界面处组成,这种硅异质结(SHJ)结构由于钝化性能好,实际效率值往往比同质结电池更高。本文首先介绍了HIT高效电池发展现状、电池基本结构的特点,然后从制备工艺、钝化原理、能带带阶等几个方面对衬底层、非晶硅层(本征/掺杂)、TCO薄膜以及金属格栅电极展开讨论,并对未来高效HIT电池的工业化发展趋势做了展望。     

OVC薄膜材料及其对CIGS薄膜太阳电池异质结的改进

通过实验制备得到OVC薄膜材料,并对其进行掺Cd处理,以提高其载流子浓度.然后根据CuIn0.7Ga0.3Se2、OVC、CdS、ZnO这4种半导体的相关材料参数和实验数据,画出了它们形成异质结前后的能带图,并计算得到它们的能带边失调值△Ec、△Ev.由此得出,在CIGS薄膜太阳电池中形成OVC后,大大改善了其异质结的结特性,从而也可以改善电池的性能.     

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。     

上海高研院金属氧化物/硅异质结太阳电池研究取得进展

<正>近日,中国科学院上海高等研究院联合晋能清洁能源科技股份公司,在新型金属氧化物/硅异质结太阳电池研究中取得进展。光生载流子的空间有效分离和收集是晶体硅以及其他类型光伏器件的核心问题之一。在晶体硅表面形成载流子选择性接触层,允许一种载流子通过,而对另一种载流子起阻挡作用。相对传统的扩散掺杂技术,选择性接触层可以减缓重掺杂带来的不利因素(如俄歇复合、带宽变窄)。基于载流子选择性接触原理,非晶硅/晶体硅异质结电池已实现     

体相异质结型有机太阳能电池的研究进展

基于电子给/受体共混体系制备的体相异质结型有机太阳能电池是一种低耗、高效的有机光伏器件.作为器件核心,光电转化共混活性层的质量优劣会直接影响器件的能量转换效率.研究发现,不同的给/受体材料组成、2种材料的共混比例、共溶剂的选择以及器件的热退火处理等因素都可影响到活性层质量.结合上述研究热点,综述了体相异质结型有机太阳能电池近年来的研究进展,阐述了该研究领域下一步发展的重点、趋势及前景.     

卤氧化铋异质结型可见光光催化剂的新进展

卤氧化铋BiOX (X=Cl,Br,I)以其特殊的层状结构和合适的禁带宽度显示出了优异的光催化性能,特别是BiOBr和BiOI可以直接作为可见光光催化剂,引起了人们的广泛关注.围绕这两种化合物为中心的异质结型可见光光催化剂具有制备简单、光生载流子分离效率较高和可见光活性普遍较强的特点.主要综述了BiOBr和BiOI两种材料的异质结型可见光光催化剂的制备方法及形貌,以及光催化活性和机理的最新研究进展,并展望了其发展趋势.     

基于g-C3N4异质结复合材料光催化降解污染物的研究进展

随着现代工业的迅速发展,向环境中排放的有机物及重金属污染物与日俱增,光催化降解法是一种清洁、高效、低成本的处理手段。作为新兴非金属可见光驱动催化剂的g-C_3N_4具有廉价易得、无毒无害等优点,但存在可见光响应范围较窄、光生电子-空穴对复合率较高等明显问题,导致量子产率低,光催化效率不高。研究发现,部分金属硫化物、金属氧化物以及三元化合物等不同类型的半导体能够与g-C_3N_4形成异质结构,通过调控半导体的形貌能够在不同程度上与g-C_3N_4构成良好的晶格匹配,这有利于电子在两种或多种半导体之间传输。通过构建异质结构能够有效地降低带隙宽度,拓宽光响应范围,减小光生电子-空穴复合率,提高光催化效率。本文分类讲述了近几年常用的基于g-C_3N_4的复合半导体材料,它们都不同程度地实现了电子与空穴对的良好分离,有效地消除了各类有机物及重金属的污染,是具有应用价值的光催化剂候选者。     

硫钝化GaAs异质结双极型晶体管取得明显效果

氯化硫钝化是本实验室所发明的一种GaAs表面钝化新方法，已申请国家发明专利。最近，本实验室与电子工业部南京电子器件研究所合作，试验用氯化硫钝化来处理GaAs异质结双极型晶体管。在所试验的一批管子中，特性均有不同程度的提高，电流放大系数一般提高一倍到一个量级，特别是基极最小注入电流从100VA降到5～10VA。器件经过钝化，在大气环境下贮存70天后，钝化效果没有可觉察的变化，证明这种新的钝化方法很有希望走向实用化。硫钝化GaAs异质结双极型晶体管取得明显效果$复旦大学应用表面物理国家重点实验室