非晶硅顶电池中的n型掺杂层对非晶硅/微晶硅叠层太阳电池性能的影响

采用超高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,逐次高速沉积非品硅顶电池及微晶硅底电池,形成pin/pin型非晶硅/微晶硅叠层电池.通常顶电池的n层与底电池的P层均采用微晶硅材料来形成隧穿复合结,然而该叠层电池的光谱响应测试结果表明,顶电池存在着明显的漏电现象.针对该问题作者提出,在顶电池的微品硅n层中引入非晶硅n保护层的方法.实验结果表明,非晶硅n层的引入有效地改善了顶电池漏电的现象;在非晶硅n层的厚度为6nm时,顶电池的漏电现象消失,叠层电池的开路电压由原来的1.27提高到1.33V,填允因子由60%提高剑63%.     

非晶硅/微晶硅叠层电池的模拟研究

电流匹配和隧穿复合结是影响氢化非晶硅/氢化微晶硅叠层电池性能的两个关键因素.文章采用wxAMPS模拟软件研究了氢化非晶硅/氢化微晶硅叠层电池中顶电池与底电池的厚度匹配对电池短路电流的影响,以及隧穿复合结的中间缺陷态密度和掺杂浓度对叠层电池性能的影响.研究发现当顶电池和底电池的本征层厚度分别为200和2 000 nm、中间缺陷态提高到1017 cm-3·eV-1以上,且掺杂浓度提高到5×1019 cm-3时,叠层电池获得最佳性能:换效率为15.60％,短路电流密度为11.68 mA/cm2,开路电压为1.71V.     

中间层掺杂对具有隧穿结构的非晶硅/微晶硅叠层电池的影响

为了提高非晶硅/微晶硅叠层电池的转换效率和稳定性,在隧穿结构中引入ZnO∶B中间层,研究了中间层掺杂情况对叠层电池短路电流密度、开路电压、填充因子、转换效率等性能的影响。实验结果表明:最佳的非晶硅/微晶硅叠层电池中间层为厚度较薄、掺杂浓度较高的ZnO∶B,有利于叠层电池整体性能的提高。最终,采用厚度为40 nm,B2H6流量为5 ml/min的ZnO∶B中间层,制备出了初始效率为12.2%、衰退率在8%以内的叠层电池。     

Si基薄膜叠层太阳电池中顶底电池电流匹配的实现

以中间层对非晶硅/微晶硅(a-Si/μc-Si)叠层太阳电池电学特性的影响为研究对象,运用太阳能电池模拟软件,计算了中间层折射率和厚度的变化对顶/底电池电流的影响.针对当前Si基薄膜叠层太阳电池中存在的顶、底电池电流不匹配的问题,提供了解决方案.结果表明,应选用折射率小于3.1的材料作中间层;顶、底电池电流完全匹配的中...     

N-I-P 单结微晶硅太阳电池中N/I 与 I/P界面缓冲层的研究与优化

采用高压RF-PECVD技术制备了本征微晶硅薄膜和n-i-p结构微晶硅太阳电池。详细研究了n-i-p微晶硅太阳电池中n/i 和 i/p 缓冲层对太阳电池性能的影响。实验结果表明,提高n/i 界面晶化率以及在i/p 界面加入非晶缓冲层均有利于太阳电池性能的提高。通过优化界面缓冲层,微晶硅单结电池和非晶硅/微晶硅叠层电池的性能得到大幅度提高。     

掺杂室沉积本征微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用

在掺杂P室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条件下的本征微晶硅薄膜.对薄膜电学特性和结构特性的测试结果分析表明:随硅烷浓度的增加,材料的光敏性先略微降低后提高,而晶化率的变化趋势与之相反;X射线衍射(XRD)测试表明材料具有(220)择优晶向.在P腔室中用VHF-PECVD方法制备单结微晶硅太阳能电池的i层和p层,其光电转换效率为4.7%,非晶硅/微晶硅叠层电池(底电池的p层和i层在P室沉积)的效率达8.5%.     

本征层厚度对非晶硅叠层电池电流匹配的影响

采用PECVD技术制备a-Si:H/a-Si:H叠层双结非晶硅电池,研究了本征层厚度对叠层电池功率及短路电流的影响。通过调节顶电池和底电池本征层的沉积时间,得到不同厚度比例的本征层(di1:di2),经过实验对比发现I层总体厚度为650 nm,di1:di2=1:5时得到的电池组件短路电流(Isc)和最大功率(Pmax)都是最大值。此时叠层电池的电流得到了较好的匹配,实现了工艺参数的优化。     

硅基薄膜太阳电池研究进展

硅基薄膜电池主要包括氢化非晶硅电池、氢化微晶硅电池、多晶硅薄膜电池以及硅薄膜叠层电池.本文归纳了硅基薄膜材料和器件的微观结构、光学和电学特性,讨论了硅基薄膜电池性能的优化设计,并介绍了近期的研究进展情况,比如,氢化非晶硅抗反射涂层、晶粒为几个纳米的微晶硅材料、中间插入反射层的新型叠层电池结构以及具有高稳定性的多晶硅薄膜电池CSG.     

薄膜硅太阳能电池DEZn输送系统

正目前商业化生产的薄膜硅太阳能电池主要分为非晶硅(a-Si)薄膜和非晶/微晶硅(a-Si/μc-Si)叠层薄膜。其生产工艺首先是在玻璃基板上制造透明导电氧化物(TCO),然后再通过PECVD方法沉积p型、i型和n型薄膜,最后用溅射做背电极。目前工业化的TCO制备方法有溅射法     

PET塑料衬底非晶/微晶硅叠层太阳电池研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,在125℃的低温条件下,沉积了一系列不同厚度的本征微晶硅(μc-Si)薄膜。对材料的光电特性和结构特性的测试结果表明,低温条件下制备的μc-Si薄膜具有较厚的非晶孵化层,并且纵向结构演变较为明显。采用梯度H稀释技术,在沉积过程中不断降低H稀释度,改善了μc-Si薄膜的纵向均匀性。将此技术应用于非晶硅(a-Si)/μc-Si叠层电池的μc-Si底电池,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料衬底上制备出初始效率达到6.0%的a-Si/μc-Si叠层电池。     

槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列

基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多品硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的Ⅰ-Ⅴ曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的Ⅰ-Ⅴ曲线,其效率由聚光前的23.66%增加到26.50%,理论聚光比为16.92时,输出功率放大11.2倍,聚光光伏系统中町采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为-0.12W/K、-0.10%/K和-0.21%/K,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4.23;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8.46.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.     

槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列

基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试实验. 结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I-V曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快. 而砷化镓电池阵列有较好的I-V曲线,其效率由聚光前的23.66%增加到26.50%,理论聚光比为16.92时,输出功率放大11.2倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率. 砷化镓电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为-0.12W/K、-0.10%/K和-0.21%/K,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热. 研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4.23; 16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8.46. 研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.     

电化学清洗在太阳能电池制绒前的应用

在太阳能电池制造工业中,为解决硅片制绒前的传统表面处理存在的药剂消耗多以及硅片去除量大的问题,引入电化学清洗的方法。这种方法是利用专用试剂电解后的强氧化性质,通过腐蚀、氧化与清洗的结合,有效清洗硅片表面有机物,且硅片去除量小。从实验中可以看出,去除量减少了1/2。通过应用金刚石膜电极,可高效生产专用试剂电解液。通过XPS显示,电化学清洗能够有效去除有机物污染。对比了电化学清洗与RCA清洗后硅片制绒的效果,证明电化学清洗的制绒效果良好。使用后的电解液经过电极处理后,仍能有效重复使用,说明电化学清洗可有力地控制排放,是大型工业生产中有效去除有机物的方法。     

星载臭氧垂直探测仪地外太阳紫外光谱测量

介绍了国内外星载太阳紫外光谱辐射计的研究进展,对我国自行研制的星载臭氧垂直探测仪的结构和功能进行了简介。它是一种小型化、高精度的紫外-真空紫外光谱辐射计,可在轨测量获得160～400nm地外太阳绝对光谱。给出了星载臭氧垂直探测仪实测的地外太阳紫外光谱并对其精度进行了分析。误差分析表明,160～250nm地外太阳绝对光谱的测量不确定度为±6.4%;250～400nm为±5.2%。将臭氧垂直探测仪在轨观测结果与国际同类仪器进行了比对,一致性优于±5%。     

太阳能充电器

针对目前市场镍镉充电器存在的不足,即必须利用电能进行充电,而且充电时间是人为随意决定的特点,利用光电器件可以进行光电之间的转化的特性,设计出可随时充电的充电器,既可像普通充电器一样利用220V交流电充电,又可以利用光照充电,同时还根据镍镉电池的特性,设计出专门放电电路和电量充满后可自动断电充电电路.     

太阳能的繁荣

随着关键技术的不断突破,光电将成为一种可行的能源,同时在价格上相比传统能源也极具竞争力.本文详细探讨了太阳能技术的发展现状.