柔性衬底太阳电池陷光结构的研究

讨论了粗糙聚酰亚胺(PI)衬底和具有较高粗糙度的背反射电极对柔性衬底薄膜太阳电池的影响.选择具有天然纹路的PI作为太阳电池的衬底增加光在电池中的光程.采用热辐射加热蒸发方法显著提高铝背反射电极的粗糙度,它是常规方法制备的约4倍.粗糙PI和背反射电极形成的陷光结构使电池的短路电流提高了2mA/cm2,量子响应(QE)短波部分得到提高且最高点红移.经QE和原子力测试表明,电池效率提高的主要原因是粗糙的背反射电极导致面电极ZnO的形貌发生明显变化所致.     

柔性衬底微晶硅薄膜太阳电池研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了系列本征微晶硅薄膜材料和nip单结微晶硅太阳电池,研究了硅烷浓度、衬底温度和辉光功率等沉积参数与薄膜材料性能、薄膜电池性能三者之间的关系.拉曼光谱和器件测试结果表明:随硅烷浓度的增加,本征层晶化率逐渐减小,直至转变为非晶硅;沉积温度高于200℃时,电池性能严重恶化;随等离子辉光功率增加,材料晶化率保持不变,而电池开路电压逐渐增大,短波光谱响应逐渐增强.在此基础上,优化了单结微晶硅电池沉积参数,得到效率为6.48％ (AM0,25℃)的单结微晶硅薄膜太阳电池;并将其应用到非晶硅／微晶硅叠层电池中,在不锈钢柔性衬底上得到效率为9.28％( AM0,25℃)的叠层电池.     

超薄晶硅太阳电池表面介质纳米结构减反及陷光机理研究

该文以实现宽谱减反、吸收增强的介质纳米结构织构化表面超薄晶硅太阳电池为目标,利用时域有限差分(FDTD)方法,系统仿真不同形貌纳米结构对太阳电池宽谱减反及吸收性能的影响。同时,借助仿真所得电场强度分布数据,进一步分析介质纳米结构织构化表面的超薄晶硅电池减反及陷光机理。结果表明:基于Mie共振散射、Fabry-Perot共振等多种模式的共同作用,表面制备介质纳米结构的超薄晶硅电池对入射光的吸收能力较表面制备单层减反层的电池大大提升,在部分波段甚至超过Yablonovitch界限。     

产业化晶硅太阳电池串联电阻研究

详细研究了产业化晶硅太阳电池生产中,电池正面电极体电阻、发射极横向电阻,以及正面电极与发射极结区金/半接触电阻对晶硅太阳电池串联电阻的具体影响。通过实验,文章给出了一种既经济又能有效降低电池串联电阻、提升晶硅太阳电池光电转换效率的优化方法。     

微晶硅薄膜的光稳定性与微结构的关系

利用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,通过改变功率密度和沉积压强制备了三系列微晶硅薄膜。采用拉曼光谱、XRD与电导率分析技术,研究在光照条件下微晶硅薄膜的光学特性,光电导衰退与晶化率、沉积速率、晶粒尺寸间的关系。研究发现:随着晶化率的增加,微晶硅薄膜的光电导衰退率逐渐减小;随着沉积气压的增加,相同晶化率的薄膜的光稳定性降低。在光照50h后,薄膜的光电导衰退基本达到饱和。     

硅薄膜太阳电池制备技术发展概况

薄膜太阳电池是缓解能源危机的新型光伏器件。作为应用最为广泛的硅基薄膜太阳电池,本文主要总结硅薄膜电池的制备工艺和制备方法,讨论了不同陷光结构对太阳电池性能的影响,介绍了最新高效太阳电池的制备方法,并展望硅薄膜太阳电池的发展趋势。     

银硅纳米颗粒用于制备晶体硅太阳电池超高效陷光的研究

研究了制备硅纳米结构的方法,与之前的方法相比,本研究中的AgSi纳米颗粒能控制形成硅纳米结构的直径和深度,同时不需要光刻、反应离子刻蚀等高成本的复杂工艺.实验结果表明,将制备的硅纳米结构作为晶硅电池的绒面,在300～ 1000nm的波长范围内获得了低达5％的反射率;电池的表面复合与电极接触需要改进.     

微孔缺陷对晶硅太阳电池性能的影响研究

铸锭晶硅材料的微孔缺陷,是影响太阳电池光电转换性能的重要因素。本文对晶硅材料的微孔缺陷在电池工艺中的形态变化进行了研究,试验结果证实,该微孔缺陷是导致电池并联电阻降低的主要原因。本文利用透光测试技术分析了晶片中的微孔缺陷,结合激光扫描共聚焦显微(LSCM)技术对漏电区域的形貌进行分析研究,实验结果表明,微孔缺陷与电极重合将导致表面金属浆料的塌陷,是形成电池漏电的主要原因。     

薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PECVD)技术制备非晶硅顶电池，采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF—PECVD)技术制备微晶硅底电池，初步优化研究了薄膜非晶硅／微晶硅叠层太阳电池顶电池与底电池的本征吸收层厚度匹配与电池电流匹配，以及氧化锌／金属复合背反射电极对电池的作用。研制出了面积为1．0cm^2效率达9．83％的薄膜非晶硅／微晶硅叠层太阳电池。     

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si O_x:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm²,达到38.5 m A/cm²,填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si O_x:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si O_x:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si O_x:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si O_x:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。     

用于晶硅异质结太阳电池的透明导电薄膜研究进展

提升晶硅异质结（HJT）太阳电池的电流有望进一步提高电池效率,透明导电氧化物薄膜（TCO）是影响HJT太阳电池电流的重要功能层。该文首先介绍了TCO薄膜的自身特性,包括掺杂元素和掺杂比例、制备技术对薄膜特性的影响。同时总结了薄膜特性对HJT太阳电池性能的影响。最后阐述了TCO薄膜应用的最新进展及发展趋势,增加盖帽层或多层TCO薄膜有望改善薄膜整体特性及电池性能。以期指导TCO薄膜特性的优化,从而进一步提高HJT太阳电池效率,加快HJT太阳电池产业化进程。     

微晶硅材料和电池特性的相关研究

主要采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了系列微晶硅材料和电池。通过对材料电学特性、结构特性和电池间性能关系的研究,获得了高效率微晶硅薄膜太阳电池所对应材料的基本特性:暗电导在10~(-8)s/cm量级上,光敏性大于1000,晶化率约50%。进行了制备电池的开路电压和表观带隙之间关系的研究。     

硅基薄膜太阳电池（一）

概述了硅基薄膜太阳电池所涉及的关键材料及其结构、电学和光学特性,同时结合高效率电池发展的趋势,对多结硅基薄膜太阳电池的结构设计、子电池带隙选择和影响其效率的隧穿结和陷光等方面进行了深入阐述,拟为获得高效率的硅基薄膜多结电池提供一定的技术资料。     

多晶硅薄膜太阳电池衬底选择的研究进展

多晶硅薄膜太阳电池因其转换效率高、寿命长和工艺简化等优点而极具潜力。衬底的选择和制备工艺的研究是目前多晶硅薄膜太阳电池的研究重点。本文对多晶硅薄膜太阳电池衬底选择的研究进展作了介绍。     

H2稀释在PECVD法制备微晶硅薄膜中的影响

利用等离子增强化学气相沉积（PECVD）技术，研究了H稀释度D=H2／（H2＋Sill。）对在玻璃和不锈钢衬底上低温制备微晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸、薄膜质量等的影响。结果表明，随着硅烷浓度的降低，样品的晶化率、晶粒尺寸有所改变。当D=99％时，晶粒突然变大，晶化率显著提高。因此，我们认为此时的硅薄膜由非晶硅转化为微晶硅。     

硅基薄膜太阳电池(一)

概述了硅基薄膜太阳电池所涉及的关键材料及其结构、电学和光学特性,同时结合高效率电池发展的趋势,对多结硅基薄膜太阳电池的结构设计、子电池带隙选择和影响其效率的隧穿结和陷光等方面进行了深入阐述,拟为获得高效率的硅基薄膜多结电池提供一定的技术资料.     

晶硅太阳电池组件年输出性能的数值模拟

通过对实际过程的分析,建立了一套可描述一年中任意时刻晶硅太阳电池组件的电输出和温度特性的数学模型.对比验证实验证明了该文模型的可靠性:模型计算结果与实测结果吻合较好,能够正确反映出电池组件电输出和温度在实际气象条件下的变化趋势,温度的最大瞬时误差为19.0%,全天总电量输出的误差仅为1.4%.以北京地区作为算例,采用近二十年实测气象数据的统计值代人计算,结果表明随着安装倾角口的变化,北京地区单位峰瓦晶硅电池组件的年输出电量为0.95～1.11kWh,并在β=40°时出现最大值.月输出电量具体分布情况为夏季5～7月份占全年总输出电量的38%,冬季11～1月份约占14%,同时电池组件在夏季时的转换效率要低于冬季.     

全角度陷光的微-纳复合绒面单晶PERC太阳电池

采用银金属催化化学腐蚀（Ag-MCCE）技术在碱腐蚀的金字塔微米初级绒面结构上制备均匀的纳米次级绒面结构,并研究银纳米颗粒在微米金字塔表面的附着特性及其对纳米结构均匀性和电池性能的影响。结果表明,通过添加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）可改善银纳米颗粒在微米金字塔表面的附着均匀性,制备的纳米结构在微米金字塔结构表面分布均匀,且便于后道SiN_x的钝化;制得的单晶PERC电池平均效率达到22.22%,较未改善的对比组提升0.46%;独特的微-纳复合绒面（NOM-texture）可实现单晶太阳电池的全角度陷光,兼顾新型光伏屋顶等光伏建筑一体化（BIPV）场合对电池高转换效率和准全向外观的双重要求。     

非晶／微晶硅叠层电池中间层的研究进展

由于非晶硅光致衰退、微晶硅吸收系数低的原因,叠层结构电池成为提高电池效率和稳定性的有效途径.叠层电池各子电池较薄、太阳光的利用率较低,因此陷光结构在叠层电池中的作用尤其重要.具有绒面结构的前电极、叠层电池的中间层以及ZnO/Al或ZnO/Ag复合背电极共同组成硅薄膜太阳电池的陷光结构.中间层位于各子电池之间,作用是改变界面反射率,影响电池中光的传播路径.该文综述了叠层电池中间层的作用、要求以及此方面国内外的研究现状,并指出中间层研究中需要注意的主要问题和未来发展的趋势.     

APCVD技术在晶硅太阳电池中的应用研究

为研究APCVD制备p-n结技术在晶硅太阳电池中的应用,对APCVD的原理及实现方式进行了分析。调节温度及气体流量比例,对APCVD制备PSG进行实验对比,得出随着O_2与氢化物的比例的增大,沉积的膜厚先增大后减小,升高温度有助于加快PSG的沉积这一结论。结合APCVD的原理及实现方式对双面太阳电池制备的关键工艺高温共扩散进行方案设计,并进行相应的实验验证,完成了成品双面电池的制作,正面转换效率达到19.68%,背面转换效率为11.66%。