非晶硅太阳电池应用和开发的新进展

评述了ａ－Ｓｉ电池的工艺优势，开发水平，市场现况，应用领域及发展趋向。     

外连式SnO2导电膜非晶硅太阳电池

介绍了用化学气相法沉积大面积透明SnO2 :F膜的制作与原理。提出了一种大面积透明SnO2 :F膜的腐蚀成型方法 ,即用通用抗蚀干膜经曝光、显影形成所要图形 ,用稀释的粘接剂与锌粉按一定比例混合 ,用丝网印刷工艺将其均匀地涂覆在抗蚀干膜之上 ,放入盐酸溶液中腐蚀SnO2 :F膜 ,得到了边缘整齐、无针孔的图形。将腐蚀成型的SnO2 导电玻璃经清洗送入非晶硅沉积室 ,采用辉光放电法顺序沉积p、i、n三层 ,在高真空容器中蒸发铝电极 ,制作了外连式SnO2 导电膜非晶硅太阳电池 ,并与外连式氧化铟锡 (ITO)导电膜非晶硅太阳电池进行了比较 ,电性能明显提高 ,尤其是短路电流平均提高了 2 9.3 % ,在 2 0 0lx白荧光灯照射下 ,单位面积最大输出功率达 7.76μm /cm2 。     

非晶硅薄膜太阳电池的数值优化研究

基于Sentaurus TCAD数值分析平台,采用非晶硅的DOS模型对禁带中缺陷态进行表征,建立a-Si:H薄膜太阳电池的二维数值模型。对P-I-N结构的非晶硅太阳电池的本征区、P型区、N区以及P/I界面的特性进行研究,得到参数与薄膜太阳电池性能之间的关系。通过电池物理和结构参数的优化,在界面处引入ZnO作为反射层,优化得到太阳电池填充因子为74.7%,AM1.5下光电转换效率为10.1%,表明采用TCAD数值仿真可有效用于非晶硅太阳电池本征参数和反射层的优化设计,提高电池转换效率。     

非晶硅太阳电池作为空间能源的性能特点

总结了非晶硅太阳电池在器件物理、制造工艺、大规模生产和应用方面所取得的重大进展。文章分析了非晶硅太阳电池作为空间能源系统技术上的主要优势;很高的质量比功率和可弯曲特性;极好的抗辐照性能;良好的高温性能;较高的空间效率和低的制造成本,这是其它太阳电池不具有的优势,使得非晶硅太阳电池能源系统在低成本通信卫星、平流层气球通讯平台,以及空间太阳能电站应用领域内具有较强的竞争力。     

非晶硅太阳电池进展和展望

综述了非晶硅（ａ－Ｓｉ）太阳电池在研究、开发和应用方面的新进展。采用Ｈ２稀释和较低衬底温度、防止Ｏ２、Ｎ２等杂质沾污、用氘代替Ｈ２等工艺提高ｉ层质量;在ｐ／ｉ界面间生长适当的缓冲层以得到良好的ｐ／ｉ界面、优化三结迭层电池结构;目前,１ｃｍ２电池和９００ｃｍ２组件的稳定转换效率分别达１４％和１０．２％,为ａ－Ｓｉ电池的大规模应用展现了良好前景。介绍了美国Ｓｏｌａｒｅｘ公司在大面积多结电池组件生产化工艺研究方面的经验,强调严格控制ＴＣＯ的沉积条件是重要的环节。同晶体Ｓｉ电池比较,ａ－Ｓｉ电池生产具有易于进行大面积自动化生产、原材料省、能耗低等特点,使它可能成为建造全球太阳电池发电网的主要侯选者。     

介孔ZnO、NiO的叠层染料敏化太阳电池的研制

染料敏化太阳电池具有成本廉价、制作工艺简单以及性能稳定的特点,为人类廉价和方便地使用太阳能提供了有效的方法。目前,染料敏化太阳电池的最高转换效率由n-DSSCs保持,利用介孔TiO2纳米晶作电极材料,转换效率达到了12%,但是要进一步提高电池效率遇到了挑战。采用ZnO光阳极和NiO光阴极,分别以N719和C343为光敏剂,研究了组建叠层染料敏化太阳电池的可行性。J-V测试结果表明,从NiO端照射时,pn-DSSCs的开路电压Voc可达694mV,为相应的n-DSSCs和p-DSSCs的开路电压之和。器件的Jsc、FF和h分别为2.73mA/cm2、34.8%、0.66%。研究了电解质中I2与I-相对浓度变化对电池性能和电荷迁移电阻的影响,随着I2/I-浓度比从1∶20增加到1∶1,电池效率从0.71%增加到0.98%。     

掺杂层对非晶硅异质结太阳电池特性影响的研究

近非晶硅/单晶硅异质结太阳电池因其较大的技术优势而受到广泛关注,但由于器件结构较为复杂,引入了较多的界面缺陷,即使沉积的薄膜具备良好的光电特性,所制备出的器件也不一定有高的转换效率。通过对p型及n型非晶硅沉积层分别进行掺杂,根据实验结果,随着掺杂浓度的增加,非晶硅层的钝化质量逐渐降低,界面上缺陷态密度逐渐增加,且掺杂气体PH3比B2H6可更好地掺入到薄膜中。分别采用p型及n型非晶硅层制作成异质结太阳电池,通过电池特性参数可以推断出:当掺杂量足够高到可以产生足够的场效应来推动载流子运输,并且足够低到可以避免产生过多缺陷时,电池性能最佳。此外,研究还发现:n型非晶硅层更适合做电池背表面场,而p型非晶硅层更适合做电池正面。     

世界最先用液体硅涂覆工艺的高性能太阳电池

日本高等科技研究所(JAIST)材料科学研究学科的下田达也教授,近日宣布开发出世界首次采用液体硅涂覆工艺,具有性能良好的半导体特性的非晶硅薄膜太阳电池。通过仅涂覆非光伏材料p-i-n型[1]中间i层的工艺,制作出的电池单体的转换效率为1.79%。希望当非晶态硅太阳电池的光电转化效率提高后,能利用卷到卷式的生产方式进行大规模硅太阳电池的生产。     

世界太阳电池产业的新进展

本文综述了自从1993年以来世界太阳电池产业的新进展。     

世界太阳电池产业的现状和动向

作者参考文献38篇,综述分析了世界太阳电池产业的形势,介绍了各类太阳电池研究开发的新动向,并预测了太阳电池的发展前景。     

High efficiency a-Si//poly-Si tandem solar cell

A series of experimental trials has been carried out to realize the high efficiency a-Si//Poly-Si tandem solar cell. Employing p-type μc-SiC as a wide-gap heterojunction window, a-SiC as an interface buffer layer and n-type μc-Si as a back ohmic contact layer, 17.2 percent conversion efficiency has been achieved with the structure of ITO/p μc-SiC/n Poly-Si/n μc-Si heterojunction. Utilizing an optically transparent a-Si p-i-n cell as a top cell and inserting an optical coupler between the top and the Poly-Si bottom cell, a high total efficiency of 21.0 percent has been obtained so far on the four-terminal tandem cell. This conversion efficiency value represents a world record for a-Si basis tandem solar cells.     

柔性砷化镓太阳电池

介绍了柔性砷化镓太阳电池的基本结构;分析了柔性砷化镓太阳电池的制备工艺,即在Ga As衬底上生长一层牺牲层,再在牺牲层上生长Ⅲ-Ⅴ族太阳电池,最后使用选择性高的腐蚀液将牺牲层腐蚀掉,得到薄膜太阳电池以及可重复使用的衬底,以期达到提高太阳电池功率质量比和降低生产成本的目的;对电池有待于进一步研究的问题进行了展望。     

a-Si太阳电池p层微晶结构的研究

用氢气稀释的硼烷及不同氢气稀释浓度的硅烷[n(H2)/n(SiH4)=100,n(H2)/n(SiH4)=10]作为气相反应先驱体,采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备出掺硼的非晶氢化硅薄膜。通过拉曼光谱、激活能测试、暗电导测试表明,高氢气稀释浓度的硅烷在一定的掺杂比时[n(B2H6)/n(SiH4)=1%],沉积出的非晶氢化硅出现了微晶结构,暗电导率可达10-1Ω-1·cm-1,激活能可达0.2eV左右,接着又用μC Si∶H与传统所用的a SiC∶H分别做电池的p层,比较了二者的I V特征,发现μC Si∶H作为电池的p层有更大的优越性。     

铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池

介绍了铜铟镓硒柔性薄膜太阳电池的性能、优点以及应用范围;阐述了柔性薄膜太阳电池的国内外研究现状、发展趋势;特别介绍了柔性薄膜太阳电池的典型结构以及柔性衬底材料的要求和选择,底电极、吸收层、缓冲层、窗口层、减反射膜、上电极等各功能层的制备工艺等,同时简要介绍了其产业化面临的困难和挑战.     

薄膜太阳电池的发展值得重视

根据当前光伏市场的迅速发展,要求人们寻找一种高效率低成本的适合规模化生产的太阳电池。作者认为,薄膜太阳电池具有优良的特性,是一种很有发展前途的低成本太阳电池。美、日、欧正在迅速成功地开展薄膜太阳电池的研究与开发,而中国在该项技术上还处于实验室研究阶段,应加快向企业化过渡。     

提高太阳电池转换效率研究的最新进展

太阳电池作为可再生能源及主要的航天器电源,提高其光电转换效率一直是人们研究的重点.主要从设计特定的电池结构、改进电池的加工工艺、开发新型电池材料等方面,结合国内外最新进展,系统论述了提高电池光电转换效率的方法,为提高太阳电池转换效率提供了理论基础.     

铜锌锡硫薄膜太阳电池研究综述

近些年,薄膜太阳电池技术发展迅速,其中铜锌锡硫薄膜太阳电池因其不断提高的转化效率、较低的制备成本、性能衰减小和环境友好型等优良特性成为世界各国研究的热点。介绍了铜锌锡硫薄膜太阳电池的电池结构、制备方法以及不同制备方法的效率,阐述了铜锌锡硫薄膜太阳电池的发展状况。     

铜锌锡硫薄膜太阳电池研究进展

Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜太阳电池的组成元素在地球上含量丰富,安全无毒,非常适合用来发展高效、廉价的太阳电池。目前,CZTS薄膜太阳电池的光电转换效率已经超过12%。总结了近年来CZTS薄膜太阳电池的研究进展情况,指出非真空工艺制备CZTS吸收层的可控性更强,更有利于提高电池性能。最后提出了优化CZTS薄膜及太阳电池性能的关键技术问题,并展望其未来发展趋势。     

碲化镉(CdTe)太阳电池科学与技术(英文)

多晶薄膜碲化镉(CdTe)太阳电池在光代转换地面应用方面很有发展前途.目前CdTe太阳电池转换效率接近16%.高效簿膜CdTe太阳电池是以硫化镉(CdS)作匹配的异质结太阳电池.符合器件要求的CdS薄膜有多种淀积技术,而从水溶液中生成的方法是最经济的.符合器件要求的CdTe薄膜有多种廉价淀积方法,包括近距离升华、元素联合蒸汽淀积、电沉积、丝网印刷和喷镀等.本文讨论CdS和CdTe薄膜的制备与性能,以及CdS/CdTe异质结太阳电池的特性.