量子点敏化太阳电池硫化铜复合对电极的研究进展

基于热载流子和多激子效应的新型低成本量子点敏化太阳电池(QDSSCs)的理论,光电转换效率高达66%。然而,目前QDSSCs的效率普遍维持在5%,远低于理论值。因此,对电极较低的催化活性和导电性是限制QDSSCs性能提升的主要原因。设计构筑具有高催化活性和导电性的新型对电极成为提高QDSSCs效率的关键。从增强对电极的催化活性和导电性的角度出发,分别阐述了5类硫化铜复合对电极与QDSSCs效率之间的影响关系,明确了复合对电极的构筑及性能优化是今后提升QDSSCs效率的一个关键研究方向。     

高效晶硅太阳电池的发展与抑制光衰的研究进展

晶硅太阳电池在光伏发电中占有80％以上的市场份额,其科技进步主导着光伏发电的走向.随着晶硅太阳电池光电转换效率的提高,其光衰也随之提高,成为高效晶硅电池科技发展的瓶颈.研究发现,硅中的杂质补偿度和B-O复合体均能造成电池的“光衰”.利用掺镓硅单晶替代掺硼硅单晶并严格控制硅中的杂质补偿度能够大大抑制光衰,其机理和工艺的研究对高效晶硅电池的发展意义重大.     

不同表面复合速率情况下IBC太阳电池发射区半宽度研究

利用TCAD半导体器件仿真软件对N型插指背接触(Interdigitated Back Contact,IBC)单晶硅太阳电池发射区半宽度进行研究,全面系统地分析了在不同背表面复合速率的情况下,发射区半宽度对IBC太阳电池短路电流密度(JsC)、开路电压(VOC)、填充因子(FF)及转换效率(Eff)的影响.结果表明:随着背表面复合速率的增大,对于不同发射区半宽度的情况,IBC太阳电池JSC、VOC、FF及Eff均显著降低.当背表面复合速率一定时,发射区半宽度越大,JSC、VOC越高,而FF越低.随着发射区半宽度的增大,IBC太阳电池Eff呈现先增大后减小的变化特点.当背表面复合速率较小(50～500 cm/s)时,最优的发射区半宽度为800 μm.当背表面复合速率较高(≥5000 cm/s)时,最优的发射区半宽度为1200 μm.     

量子点敏化太阳电池Cu2S对电极研究进展

对电极是量子点敏化太阳能电池(QDSCs)的重要组成部分,改进对电极是提高QDSCs稳定性,光电转换效率的有效手段之一。本文主要介绍了Cu2S对电极的制备工艺及其存在的优缺点,讨论了Cu2S对电极的在QDSCs应用中的优越性和存在的问题,指出了以Cu2S为对电极是提高QDSCs稳定性和光电转换效率的重要途径。     

P型浮空发射区结构参数对IBC太阳电池电学性能的影响

首先,利用TCAD半导体器件仿真软件对比分析了在无前表面结构、N型前表面场(Front Surface Field,FSF)及P型前表面浮空发射区(Front Floating Emitter,FFE)三种不同情况下N型插指背接触(Interdigitated Back Contact,IBC)太阳电池的输出特性.然后详细分析了FFE表面浓度和扩散深度对IBC太阳电池转换效率的影响,并在不同的前表面复合速率、背表面发射区覆盖比例及衬底电阻率情况下,针对FFE对IBC太阳电池电学性能的改善效果进行分析和评价,同时给出不同情况下最优的FFE结构参数.仿真结果表明:相比于FSF结构,FFE结构对IBC太阳电池电学性能的改善效果更显著.FFE表面浓度越高,峰值转换效率对应的扩散深度越小.在不同前表面复合速率、发射区覆盖比例及衬底电阻率情况下,FFE对IBC太阳电池转换效率的改善效果不同.在较高的前表面复合速率和较低的发射区覆盖比例情况下,FFE对电池转换效率的改善效果更加显著,对于较高的衬底电阻率情况,FFE对电池转换效率的改善效果与较低衬底电阻率的情况基本相同.     

量子点敏化太阳电池FTO/CoS/CuS对电极的制备与性能

摘要：本文采用恒电位电沉积方法在FTO导电玻璃表面依次沉积CoS和CuS,形成 FTO/CoS/CuS复合对电极用于量子点敏化太阳电池。确定了电沉积电位和电沉积时间,并研究了电沉积温度对电极形貌及电催化活性的影响。对电极的表面形貌和微观结构采用SEM和TEM方法进行表征;对电极的光反射性能采用紫外可见分光光度计进行测试;对电极的电化学性能通过测试交流阻抗、Tafel极化曲线以及J-V曲线进行表征。研究结果表明,FTO/CoS/CuS对电极与电解液界面处的电荷转移阻抗较低,具有更高的光反射率及电催化活性。与Au片、FTO/CoS和FTO/CuS对电极相比,光电转化效率分别提高了132.9%,46.6%,26.9%。     

μcSi(n)/cSi(p)异质结太阳电池微晶硅背场的模拟与优化

采用AFORSHET软件模拟了微晶硅背场对μcsi(n)/csi(p)异质结太阳电池性能的影响。结果显示:微晶硅背场的厚度对电池性能影响较小;而随着背场掺杂浓度的提高,短路电流和填充因子都逐渐提高,太阳电池效率随之增大;随着带隙的增大,短路电流和效率均是先增大,当带隙超过1.55ev时逐渐变小。当微晶硅背场的厚度为10nm,掺杂浓度为3×1018/cm3,带隙为1.55ev时,太阳电池的转化效率最高,达到21.8%。     

基于光谱选择的太阳电池被动冷却材料研究进展

太阳电池的光电转换效率随着组件温度升高而降低,适当冷却可以改善电池效率,延长使用寿命,因此人们对运行中太阳电池的冷却问题越来越关注。相比主动冷却,太阳电池的被动冷却具有自我维持和无额外能耗等优势,近年来被广泛研究。其中基于光谱选择的被动冷却主要包括两个方面:一是选择性地屏蔽太阳辐射(0.3~2.5 μm)中的亚带隙光,减小吸收热,但保持光电响应波段光的高透射率;二是提高光伏表面中红外波段(4~25 μm)的发射率,提升寄生热的辐射散热能力。本文从光谱选择的角度出发,对促进太阳电池降温的太阳光谱选择、辐射制冷及全光谱选择的材料和结构进行了归纳和总结。通过刻蚀、溅射、辊涂等方法在玻璃表面制备的光谱选择材料可以屏蔽太阳光谱中不激发光电效应的波段,增强中红外辐射制冷能力,从而有效降低光伏温度和提高光电转换效率。此外,文章还对被动式制冷材料的产业化潜力进行了展望,为相关的开发提供参考。     

在复合镀层表面上实现滴状冷凝传热的研究

研究了采用Ｎｉ－ＰＴＦＥ复合镀层表面实现水蒸气滴状冷凝的新方法。在对Ｎｉ－ＰＴＦＥ复合电镀工艺研究的基础上，进行了水蒸气在无镀层的黄铜板表面和有复合镀层表面的冷凝传热的对比实验。实验结果表明，在Ｎｉ－ＰＴＦＥ复合镀层表面上可实现水蒸气的滴状冷凝，有着显著的强化冷凝换热效果。     

硫气氛下热处理对太阳能玻璃减反膜透过率的影响

本文研究了硫气氛下热处理对太阳能玻璃减反膜透过率的影响,结果表明玻璃透过率与S含量、硫熏时间密切相关.并进一步测试了各试样减反膜的反射光谱、表面形貌、断面形貌、断面成分及硫元素深度分布,探讨分析了硫气氛下的热处理对太阳能玻璃减反膜透过率的影响机理.     

多孔SiO2增透膜溶液的工艺研究

介绍了利用正硅酸乙酯的碱催化,溶胶－凝胶法制备多孔ＳｉＯ２增透膜。较详细地研究了不同西方的溶胶在陈化过程中规律性的变化,涂膜方法采用浸渍提拉法,涂制多孔ＳｉＯ２增透膜的ＫＤＰ晶体在激光波长１０６０ｎｍ,脉冲宽度１ｎｓ,膜层的激光破坏阈值达到７－１０Ｊ／ｃｍ＾２,涂制增透膜的Ｋ９玻璃和ＫＤＰ晶体,透过率峰值〉９９％。     

一种新型柔性硅太阳能电池装置的设计和搭建

利用微分几何思想,将面积较大的太阳能电池片用导线分别进行先串联后并联、先并联后串联两种方式连接,以柔性材料填充每个太阳能电池片之间的空隙来制备柔性太阳能电池装置。实验结果表明,以这种微分思想搭建的硅太阳能发电装置具有良好的柔性和较高的输出功率,并且以先串联后并联电路的最大输出功率略优于以先并联后串联电路。     

电阻率对N型单晶硅电池电性能影响的研究

近年来,P型太阳电池商业化生产效率已趋于稳定,N型太阳电池逐渐走向产业化.基于N+ Np+型铝背结单晶硅太阳电池,研究了电阻率为1 ～5.5 Ω·cm的N型硅衬底材料经过相同工艺后电池性能的差别,可以有效的节省成本.通过选用不同电阻率的N型硅片,经过相同的工艺制备N型单晶硅太阳电池,采用QSSPC、四探针、ECV、恒光源Ⅰ-Ⅴ测试系统对电池的少子寿命、方块电阻、磷元素分布、电性能进行测量.实验结果表明:虽然电池的少子寿命随电阻率的升高而升高,但是在方块电阻、磷元素分布、开路电压Voc、短路电流Isc、填充因子FF、转换效率Eff等方面不同电阻率的电池并无明显差异.     

疏水性SiO2增透膜的制备与表征

以三甲基氯硅烷（TMCS）为有机掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备正硅酸乙酯为前驱体,氨水催化的复合SiO2增透膜。用紫外-可见分光光度仪、接触角测量仪对膜层进行了表征。结果表明：未经TMCS掺杂的SiO2增透膜的峰值透过率为97．5％,而一定浓度TMCS掺杂后的SiO2复合膜的峰值透过率为983％,说明掺杂并没有影响薄膜的增透效果。掺杂前后增透膜对水的接触角从15°增加到123°,显著的提高了薄膜的疏水性能。     

晶体硅太阳电池焊接工艺研究

晶体硅太阳电池主栅与焊带之间的连接性能直接影响光伏组件的光电转化效率和使用寿命。研究了不同焊接温度和时间对焊接质量的影响,结果表明,焊接温度380℃、焊接时间3 s时,焊接后电池主栅与焊带的连接性能最佳。     

High-efficiency Silicon Solar Cells: A Review

Over the past few decades, crystalline silicon solar cells have been extensively studied due to their high efficiency, high reliability, and low cost. In addition, these types of cells lead the industry and account for more than half of the market. For the foreseeable future, Si will still be a critical material for photovoltaic devices in the solar cell industry. In this paper, we discuss key issues, cell concepts, and the status of recent high-efficiency crystalline silicon solar cells.     

超小绒面硅基太阳能电池电学性能的数学模拟分析

在充分考虑纳米柱结构太阳能电池的几何特性与低反射率特性的基础上,建立了硅基纳米柱太阳能电池的数学模型,分析了电池单元纳米柱的长度、硅衬底缺陷密度以及表面空穴的复合速率对纳米柱太阳能电池的开路电压、短路电流以及转换效率的影响。结果表明：在纳米柱电池设计制作过程中,低反射率仅是高性能电池的关键因素之一;电池纳米柱的最佳长度...