Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池

用平衡外延生长和反腐蚀生长法制备了Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池的外延片。x值能控制在0.8—0.9,p-Ga_(1-x)Al_xAs与p-GaAs层浓度在1—3×10~(18)cm~(-3),厚度均小于1μm。用此外延片以AuGeNi,CrAu或CrAuZn分别作n型和p型的欧姆接触,在430—450℃之间,n型与p型一起合金化,时间～45秒。在不是最匹配的抗反射层条件下,AM1最高效率为17.8％,一般效率为13—15％。与已报道的数据相比,电池的短路电流还偏低,开路电压波动较大,短波部份的光谱响应也差。对比平衡生长与反腐蚀生长的p-n结特性,它们基本上相近,而反腐蚀重生长法略好一些。     

Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池材料中少子扩散长度与太阳电池效率

本文报道了PNN和PPNN结构的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs太阳电池材料中P-GaAs有源区的少子扩散长度与电池效率之间的关系,讨论了杂质、缺陷和结深等有关因素对少子扩散长度的影响。同时对L_n与V_(oc、I_(sc)和FF等电池参数间的关系也略加讨论。研制出效率达20.1％(AM1)的太阳电池。     

Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs太阳电池低阻接触研究

本文报道了pGa_(1-x)-Al_xAs-GaAs太阴电池的欧姆接触特性。用四探针法测定了Cr-Au、Ag-Zn、TiPdAu在pGaAs与pGa_(1-x)Al_xAs上的比接触电阻。在pGaAs上测出的比接触电阻分别为6.4×10~(-5)、9.4×10~(-5)和6.75×10~(-5)Ω-cm~2;在pGa_(1-x)Al_xAs上测出的比接触电阻分别为5.82×10~(14)、1.03×10~(-3)、5.02×10~(-4)Ω-cm~2(x≥0.8)。发现加热合金化和脉冲激光合金化方法效果相当。用离子刻蚀法刻蚀pGa_(1-x)Al_xAs,使电极直接与pGaAs接触时,比接触电阻值可降低一个数量级。效率高于15％(AM1)的太阳电池的串联电阻在1.0Ω以下。     

界面复合对Al_xGa_(1-x)As/GaAs异质结太阳电池短路电流的影响

在Al_xGa_(1-x)As-GaAs太阳电池的理论分析中,考虑到AlAs与GaAs晶格匹配甚好,计算时往往忽略界面复合。我们曾用文献[3]的方法计算了高Al组分Al_xGa_(1-x)As/GaAs电池的短路电流,同样没有计及界面复合。 为了估计异质结界面对电池性能的影响,我们用有界面复合的边界条件,计算了不同界     

Cd_(1-x)Zn_xS/Cu_2S异质结太阳电池

用同心双室蒸发源同时把CdS和ZnS蒸镀到镀锌的铜衬底上,制备了Cd_(1-x)Zn_xS(0≤x≤1)固溶体薄膜,并制作了Cd_(1-x)Zn_xS/Cu_2S异质结太阳电池,其最高效率达9.0％。此外,还测量了电池的I—V特性和光谱特性。     

LPE法生长掺镁Ga_(1-x)Al_xAs-GaAs高效太阳电池材料

在制取高效率GaAs太阳电池的pGa_(1-x)Al_xAs-pGaAs-nGaAs材料时,一般采用Zn作p型掺杂剂。本文讨论了以Mg代替Zn作掺杂剂与采用低温800℃外延工艺的有关问题。实验证明,Mg是比Zn更好的掺杂剂。我们进行了Ga-Al-As熔体中GaAs源溶解度、不同掺Mg量与浓度关系、不同掺Al量与x值关系的研究,并总结了pGaAs层厚度对V_(oc)、FF、I_(sc)及η的影响。认为pGaAs层浓度在1—3×10~(18)时,与之配合的最佳厚度在1—1.5μ范围,pGa_(1-x)Al_xAs厚度在0.1μ左右电池效率最高。我们用电化学C-V法作多层外延中各层浓度分布曲线,证明材料的pGa_(1-x)Al_xAs层0.1—0.2μ均匀薄层生长已获成功,p-n结特性良好。用俄歇能谱测试仪测出pGa_(1-x)Al_xAs窗口中x值有梯度变化,由此可增加光子吸收效果。用双晶衍射仪测得pGaAs-pGa_(1-x)Al_xAs异质结界面晶格失配值,证明(110)面晶格失配值比(100)面低、用掺Mg ppn结构材料已制作出1cm~2面积的太阳电池,最高效率达17％(AM1)。     

提高Ga_(1-x)Al_x As-GaAs太阳电池材料质量的若干问题探讨

本文研究了Ga(1-x)Al_xAs-GaAs材料中杂质、缺陷及生长缓冲外延层对太阳电池性能的影响观察了p-n结暗伏安特性曲线与温度的关系,从而明确了提高材料质量的方向。     

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％。     

p-Al_xGa_(1-x)As/p-GaAs/n-GaAs太阳电池的最优化

采用GaAs扩散长度、电阻率与掺杂浓度的经验关系,考虑p-n结空间电荷区的产生和复合,计及10％的电极遮光面积及串联电阻R_s,在最佳单层抗反射膜条件下,以p-GaAs与n-GaAs区的掺杂浓度N_A、N_D及p-n结结深d_2为优化参数,用直角单纯形加速法对p-Al_xGa_(1-x)As/p-GaAs/n-GaAs结构的太阳电池作了最优化计算,得到了最佳电池的材料,结构参数以及最大AM0效率。讨论了电池性能与N_A、N_D、d_2、R_s的关系。分析了扩散长度的经验关系对优化结果的影响。     

高Al组分p-Ga_(1-x)Al_xAs/p-GaAs/n-GaAs太阳电池收集效率和短路电流的理论计算

本文对p-Ga_(1-x)Al xAs/p-GaAs/n-GaAs太阳电池收集效率的光谱响应和短路电流进行了计算,表明窗口层和窗口层漂移电场能有效地减小表面复合的影响,提高短波区的光谱响应。本文还讨论了窗口层厚度、Al组分、p-n结结深、表面复合速度和扩散长度对电池性能的影响。指出要得到大的短路电流,窗口层的电子扩散长度应大于窗口层厚度,p-GaAs区的电子扩散长度应大于三倍结深。在p-GaAs电子扩散长度一定的条件下,有一最佳结深,短路电流有极大值。     

InGaP/GaAs双结太阳电池的研制

报导了自行研制的InGaP/GaAs双结太阳电池，电池的转换效率在21％-24％之间(1AM0，28℃)，填充因子在79％-82％之间。文中对其材料结构设计、器件工艺制作以及性能测量表征等方面的问题进行了讨论。     

Al_xGa_(1-x)As的反射率及其对异质结太阳电池的影响

本文在计算Al_(0.8)Ga_(0.2)As的折射率和反射率以及各种抗反射层下p-Al_(0.8)Ga_(0.2)As/p-GaAs/n-GaAs太阳电池的收集效率和短路电流时,考虑了入射光波长对Al_(0.8)Ga_(0.2)As折射率的影响,并估计了表面光反射对电池性能的影响。     

GaInP/GaAs/InGaAs倒装三结太阳电池设计与优化

为获得带隙组合对太阳光谱有效的分割利用,基于细致平衡原理,结合p-n结形成机理,应用Matlab语言对GaInP(1.90eV)/GaAs/InGaAs倒装结构电池体系底电池带隙和各子电池厚度进行模拟优化。结果表明底电池带隙为1.0eV时,光电转换效率最高。通过对GaInP(1.90eV)/GaAs(1.42eV)/InGaAs(1.0eV)倒装结构三结太阳电池各结厚度进行优化,综合考虑材料成本及生产技术等因素,最佳厚度组合为1.35、2.83和3.19μm时,光电转换效率为44.4%,仅比最高转换效率低0.3%。     

多结GaAs太阳电池技术参数和性能指标简介

<正>韩国WEC 2013世界能源大会上,意大利CESI S.p.A公司CEO Matteo Codazzi向万众生能源科技董事长康健全面介绍了高效多结太阳电池技术性能和应用前景,希望到中国设立研发中心和投资建厂,为中国卫星和地面太阳能发电提供高效(39%~42%)太阳电池。据Matteo Codazzi介绍,CESI是研发和生产GaAs(砷化镓)太阳电池的全球前三大供应商之一,     

用于GaInP/GaAs双结叠层太阳电池的MOVPE外延材料

采用金属有机化合物气相淀积(MOVPE)技术生长用于GaInP/GaAs双结叠层太阳电池的外延材料。针对材料生长中的隧穿结、p-AlInP层等关键问题,通过对掺杂剂、生长技术及条件的调整与改进,极大地提高了GaInP/GaAs双结叠层太阳电池性能,最高转换效率达到23.8%(AMO,25℃)。     

AlxGa1-xAs/GaAs太阳电池MgF2/ZnS双层减反射膜的研究

介绍了在AlxGa1-xAs/GaAs太阳电池上制备MgF2/ZnS双层减反射膜的研究工作,引入了有效反射率R,并通过使Re极小来实现减反射膜的优化设计,考虑了MgF2/ZnS双层减反射膜与窗口层的耦合,实验上获得了良好的减反射膜,提高了AlxGa1-xAs/GaAs太阳电池的短路电流和效率,表明用Re极小化来设计减反射膜是合理的。     

质子辐照下三结GaAs太阳电池性能衰退分析

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤评价方法。结果表明,在三结GaAs太阳电池中,40 keV能量的质子辐照对中电池的影响最小;100和150 keV能量的质子辐照主要对中电池基区造成影响,导致电池性能一定程度上的衰退;70 keV能量的质子辐照对于中电池结区的影响最大,从而导致量子效率QE和并联电阻R_sh的变化最为明显。     

无定型Si_(1-x)Ge_x∶H合金与迭层太阳电池

一、引言 无定型硅氢合金(a-Si:H)太阳电池,最近几年发展十分迅速。但是,由于a-Si:H的少子扩散长度比较小,n型材料的空穴迁移率不足1cm~2/V·s,相应的扩散长度仅为十分之几微米,这就限制了电池的收集效率。要解决这一矛盾,提高电池效率,主要途径有两个:一是改善材料的性质,增加少子的扩散长度,然而非晶半导体材料有其本身的局限性;二是从器     

国产GaAs/Ge太阳电池在轨行为评价

研究了电子和质子辐照下国产GaAs/Ge太阳电池电学性能退化规律。结果表明:小于200keV质子辐照下国内外GaAs/Ge电池等效损伤系数明显不同,原因是国内外太阳电池结构参数的不同引起的。高能质子和电子辐照下,国内外电池等效损伤系数结果相近,和电池结构关系不大,这是由于高能质子和能够造成电池位移损伤的电子更容易穿透电池,在电池中产生均匀损伤。通过计算透过防护盖片后的带电粒子能谱对JPL(Jet Propulsion Labo-ratory)的等效注量法进行了改进,在地球同步轨道环境下评价了国产GaAs/Ge太阳电池的在轨行为。