空间高效硅太阳电池减反射膜设计与数值分析

结合AM0太阳光谱特性对空间硅太阳电池的减反射膜进行了设计分析,得到了最小反射时的最佳膜厚.分别讨论了单、双、三层减反射膜厚度变化对反射率的影响,并对有钝化层的Si O2 (94 nm) / Ti O2 (6 0 nm)双层减反射膜进行了优化设计,优化后硅太阳电池的短路电流和效率分别提高了2 .1%和1.4 % .     

色散效应对钝化硅太阳电池减反射膜系设计的影响

在考虑折射率色散效应基础上,以加权平均反射率作为评价函数,通过智能优化算法对空间硅太阳电池减反射膜进行优化设计,得到了最佳的膜厚参数,并与不考虑色散下设计的减反射膜进行了比较。对MgF2/TiO2,SiO2/TiO2双层减反射膜,与不考虑色散情形相比,考虑色散下优化后的最小加权平均反射率分别减小了36.6%和37.6%;对具有厚度为15 nm的SiO2钝化层的硅太阳电池的MgF2/TiO2,SiO2/TiO2减反射膜重新优化设计,与不考虑色散情形相比,考虑色散下优化后的最小加权平均反射率分别减小了43.9%和33.7%;对具有不同厚度钝化层的空间硅太阳电池,在考虑色散下进行了减反射膜的优化设计。结果发现,随着钝化层厚度的增加,所得减反射膜的最小加权平均反射率也随之增大,减反射效果越来越弱。最后,在考虑与未考虑色散情形下,将钝化层膜厚也作为反演参量后重新设计。结果表明:在色散情形下所设计的减反射膜更佳,对于MgF2/TiO2/SiO2（钝化层）膜系,最佳膜厚参量为d1（MgF2）=97.6 nm,d2（TiO2）=40.2 nm,d3（SiO2）=4.9 nm;对于SiO2/TiO2/SiO2（钝化层）,最佳膜厚参量为d1（SiO2）=85.1 nm,d2（TiO2）=43.4 nm,d3（SiO2）=1.8 nm。     

高效硅太阳能电池减反射膜系折射率分布

基于多层减反射膜的等效分析原理,结合遗传算法的全局寻优的特性,对硅太阳电池的减反射膜进行了遗传算法优化设计,并对双层减反射膜各层膜折射率的分布对膜系减反射效果的影响进行了进一步的数值分析,得到最优的膜系折射率分布规律,并推广到多层减反射膜.分别设计优化了常规材料和新型纳米材料三层减反射膜,并进行进一步论证,最终发现,高...     

高效率MINP硅太阳电池的研制

用扩散法制作MINP硅太阳电池的轻掺杂N区,用PECVD方法淀积的Si_3N_4作其减反射膜,在电阻率为1.5±0.5Ω·cm的P型硅衬底上制取了转换效率为16.5%的MINP太阳电池(有效面积AM1.5、100mw/cm~2、25℃)。本文分析Si_3N_4作MINP电池减反射膜的优点,并对限制MINP太阳电池性能进一步提高的因素进行讨论。     

色散效应对GaAs太阳电池双层减反射膜的影响

考虑双层减反射膜材料的折射率色散效应,采用光学干涉矩阵法计算了SiO2/ZnSe和SiO2/ZnS两种GaAs太阳电池双层减反射膜的反射率与波长的函数曲线,以及加权平均反射率随着顶层减反射膜SiO2厚度变化的函数曲线,并与未考虑色散效应的情况进行了对比.计算结果表明,色散效应对双层减反射膜的反射率有较大的影响,特别是对300～500nm波长范围的影响更大,且对不同材料的减反射膜的影响也是不同的.与未考虑色散效应的情况相比,考虑色散效应后,SiO2/ZnSe双层减反射膜的最小加权平均反射率从1.14%增加到1.55%,而SiO2/ZnS双层减反射膜的最小加权平均反射率却从1.49%减小到1.46%.     

色散效应对GaAs太阳电池双层减反射膜的影响

考虑双层减反射膜材料的折射率色散效应,采用光学干涉矩阵法计算了SiO2/ZnSe和SiO2/ZnS两种GaAs太阳电池双层减反射膜的反射率与波长的函数曲线,以及加权平均反射率随着顶层减反射膜SiO2厚度变化的函数曲线,并与未考虑色散效应的情况进行了对比.计算结果表明,色散效应对双层减反射膜的反射率有较大的影响,特别是对300～500nm波长范围的影响更大,且对不同材料的减反射膜的影响也是不同的.与未考虑色散效应的情况相比,考虑色散效应后,SiO2/ZnSe双层减反射膜的最小加权平均反射率从1.14%增加到1.55%,而SiO2/ZnS双层减反射膜的最小加权平均反射率却从1.49%减小到1.46%.     

非晶硅太阳电池减反射膜的设计

基于非晶硅太阳电池的工作原理,对其减反射膜进行研究．根据四分之一波长作用原理得到反射率最小时的厚度优化参数．单层减反射膜选用ITO（m=2．0,d=75nm）,加权平均反射率为5．91％．双层膜选用MgF2／ITO,厚度分别为111nm和75nm,加权平均反射率为3．72％．此外,还作出反射率随波长的变化曲线,并通过计算仿真结果进行比较说明如何选材：对于单层减反射膜,采用折射率小的材料能取得更好的效果,而对于双层减反射膜,采用折射率上低下高形式,能取得更好的效果．     

表面多孔硅层对单晶硅太阳电池性能的影响（英文）

反射率对太阳电池的性能至关重要。采用电化学法在单晶硅衬底上制备多孔硅来降低器件的反射率,并采用快速热退火法对多孔硅层进行磷扩散处理,进而制备了单晶硅太阳电池。扫描电子显微镜(SEM)显示出单晶硅表面形成了孔径均匀的多孔硅层,且孔径随着刻蚀时间的增加而增大;紫外-可见光分光光度计表明,该多孔硅层的反射率在400～1 100 nm的光谱范围达到12%;磷扩散后薄层方块电阻达到42Ω/□,证明多孔硅层促进了磷扩散。最终在850℃、40 s快速热退火扩散条件下,成功制备出了效率为12.32%、短路电流密度为27.99 mA/cm~2、开路电压为0.49 V以及填充因子达到71%的太阳电池。     

n型晶体硅太阳电池光诱导衰减现象研究

基于n型晶体硅太阳电池,分析了经光辐照后电池各性能参数的变化,探究了n型晶体硅太阳电池光诱导衰减机理.使用工业化设备在大面积(156 mm×156 mm)n型单晶硅片上制备太阳电池.利用太阳光谱模拟仪对制备的太阳电池进行光照处理,对比各阶段太阳电池电性能参数.结果表明,光照时会导致太阳电池表面减反射膜SiN:H/Si界面处积聚大量固定电荷,增大界面态密度,破坏电池表面钝化层结构,导致开路电压和短路电流产生较大衰减,35 kWh/m2光辐照后n型硅太阳电池效率衰减3.6％.在380℃低温退火处理后电池效率基本可恢复到初始状态.内量子效率测试结果表明光辐照后电池短波区域响应减弱,前表面界面效应导致电池效率发生较大衰减.     

高效率硅太阳电池AR-BSF一次成型工艺研究

本文描述一种用LPCVD方法淀积Si3N4形成太阳电池减反射膜(AR)同时又制得高效率硅太阳电池铝合金高低结背面场(BSF)的新工艺。该工艺不仅简化了太阳电池的制作过程,即电池的AR和BSY一次形成,而且由于系统处于高真空,电池处在N2和H2的气氛中,所以改善了太阳电池发射区的表面特性。实验结果表明:为获得较好的电池性能,在完成电池的AR和BSF时,厚的铝膜,较高的淀积Si3N4温度以及在电池发射区表面生长80100的SiO2层是必要的。