热循环中太阳电池胶接结构中热错配应力的温度分布和调整

分析了太阳电池中石英玻璃盖片／硅橡胶粘结剂／硅晶片胶接试样在热循环（143－403K）下热错配应力的温度分布，发现其只与初始应力状态有关，与循环次数无关，建立了热错温应力调整的概念，分别经113K和77K低温处理后，胶接试样的热错配应力－温度曲线下移，下移幅度与冷处理最低温度有关，与冷处理次数无关，与未处理相比，冷处理胶接试样经热循环后,粘结强度提高。     

质子与热循环协同效应对硅太阳电池电性能的影响

通过空间环境地面模拟实验方法,研究了低能质子辐照及其与热循环效应协同作用下背场硅太阳电池电性能的变化。试验结果表明,在2×1013cm-2-2×1016cm-2辐照剂量范围内,能量为60~180keV质子辐照可使硅太阳电池的开路电压、短路电流和最大输出功率产生不同程度的衰退,衰退的程度随辐照能量和辐照剂量而变化。对150keV质子辐照后的硅太阳电池单体片进行200次和360次热循环实验,热循环温度范围取-120℃-+120℃。电池的电性能随着循环次数的增加有着不同程度的增幅,其增幅的程度与质子辐照剂量密切相关。通过DLTS测试结果表明,上述试验结果与辐照引入的深能级缺陷HI及其退火特性有关。     

热循环作用下太阳电池板单元结构寿命预测

试验测试了热循环过程中太阳电池板单元结构各被粘接层的热应变值,结合有限元MSC.Marc模拟的结果提出了以热应变极大值或残余热应变作为热循环条件下胶接结构的损伤参量,建立了预测太阳电池板寿命的数学模型。     

常规太阳电池聚光特性实验

为进一步开发常规电池的聚光光伏系统,采用光强大范围可调的恒光强单脉冲太阳电池测试系统,对室温下聚光强度为1～10kW／m~2和恒定光强下15～110℃条件下常规太阳电池的特性进行了试验测试。结果表明,室温下常规太阳电池的最佳工作点电压V_m和光功率放大系数a随入射光强增加呈现先增后降的趋势,并且串联电阻小的电池下降速度慢,串联电阻大的电池下降速度快；温度对晶体硅太阳电池的工作电压和输出功率相当敏感；在严格控制太阳电池工作温度的条件下,串联电阻小的电池在较宽的聚光范围内可以获得良好的使用效果。     

热循环下太阳电池板单元结构热应力演变规律研究

利用MSC.Marc大型通用软件研究了热循环条件下太阳电池板单元结构热应力分布及演变规律。结果表明:被粘接层正应力极大值位于结构中点,极小值出现在结构两端;胶层剪切应力极大值位于结构两端,极小值出现在中点;聚酰亚胺薄膜层取得太阳电池板单元结构最大正应力,粘接聚酰亚胺薄膜与碳纤维复合材料的硅橡胶层取得结构最大剪切应力;结构在低温保温阶段的最大正应力及最大剪切应力远大于高温保温阶段的最大应力;太阳电池板单元结构的最大应力值随热循环次数的增加而增加。     

太阳电池内部电阻对其输出特性影响的仿真

通过对太阳电池的等效电路进行分析,建立了太阳电池的计算机仿真模型,定量地模拟了在一定光照下太阳电池内部的等效并联电阻及串联电阻对其伏安特性、开路电压、短路电流及填充因子的影响的程度。仿真结果表明：等效并联电阻产生的漏电流会影响太阳电池的反向特性和正向小偏压特性,且并联电阻影响其开路电压,但对短路电流基本没有影响；等效串联电阻会影响太阳电池的正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响；另外,并联电阻的减小和串联电阻的增大都会使太阳电池的填充因子和光电转换效率降低。仿真结果与实际测量的数据取得了相一致的结论。     

单晶硅太阳电池在槽式聚光与普通光照条件下伏安特性的对比研究

为进一步对开发聚光热电联供系统提供依据与指导,在槽式聚光器中,设计了槽式单晶硅太阳能电池热电联供测试系统,并在太阳聚光条件下对单晶硅太阳电池进行了伏安特性的测试.测试结果表明,普通单晶硅太阳能电池在聚光10倍左右的情况下,开路电压变化不大,开路电流放大了4.1倍左右,伏安特性曲线基本满足线性关系.     

电容效应对高效太阳电池电流-电压特性测试的影响及解决方法

随着太阳电池制造技术的不断进步，市场上出现了一批电容远大于常规电池的高效太阳电池，传统的窄脉冲单闪测试仪已经不能适应这些电池的测试要求。通过实验和模拟研究了电容效应对该类电池测试的影响，并提出了较好的解决方法。     

局部旁路漏电对太阳电池结特性的影响

分析了太阳电池局部漏电现象。太阳电池效率随漏电部位靠近主线和随旁路电流增大而减小。     

多路DSCs伏安特性测试系统的研制和分析

介绍了染料敏化纳米薄膜太阳电池(简称DSCs)测试系统的研制和测试要求,并针对这些要求给出相应的解决方案,从而建立了一套适合于DSCs的测试系统,并给出了测量原理、实现方法和实验结果。     

单晶硅太阳电池组件的热击穿

论述了单晶硅太阳电池组件中存在的热击穿现象,这是不同于组件热斑效应的另一种物理现象,它对组件的寿命可靠性会构成威胁。对引起太阳电池组件热击穿的原因进行了分析,并提出相关解决方法。     

热退火对太阳电池用多晶硅特性的影响

对多晶硅片进行三步退火处理,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和准稳态光电导衰减法(QSSPCD)测硅片退火前后氧碳含量及少子寿命,并对单晶硅片做同样处理进行比较。实验发现:经三步退火后,多晶硅比单晶硅氧碳含量下降的幅度大,这表明多晶硅内部形成的氧沉淀多,其体内的高密度缺陷如晶界、位错等对氧沉淀的形成有促进作用。多晶硅与单晶硅少子寿命大大提高,可能是由于高温退火后晶体内部形成氧沉淀及缺陷的络和物可以作为电活性杂质的吸除中心,从而减少了分散的载流子复合中心,提高了硅片的少子寿命。变化趋势的不同与晶体内部结构有关。     

具有双层背电极的非晶硅太阳电池热稳定性研究

提出一种采用铬的硅化物／铝的双层背电极的新型非晶硅ＰＩＮ太阳电池结构。研究了铬的硅化物的特性和具有双层背电极非晶硅ＰＩＮ太阳电池的热稳定性。金属硅化物能有效地阻档两侧铝原子和硅原子的相互热扩散，从而可大大改善非晶硅太阳电池的热稳定性。     

晶体硅粒太阳电池的硅粒层研究

为降低太阳电池的制造成本,设计了一种新颖的太阳电池－硅粒太阳电池。采用淮相外延方法,成功地在劣质单晶硅片上生长出粒度均匀,大小适宜,排列整齐和光电特性优良的单晶硅粒。报道了该单晶硅粒的生长方法,生长动力学以及硅粒层的形貌的一些半导体特性。     

一种新型太阳电池的设计

为了降低硅太阳电池的造价,近年来再次掀起晶体硅薄膜太阳电池的研究热潮,基于同一个目的,试图研究另一种新颖太阳电池－“硅粒太阳电池”。本文主要从太阳电池的基本原理出发,介绍了这种硅粒太阳电池的设计电路,讨论了它的结构和工艺特点,同时需要地报道了对该电池硅晶粒层的初步研究结果。     

SiNx烧穿工艺下硅太阳电池结构研究

介绍了在全国产设备构成的中试线上开展的高效单晶硅太阳电池研究工作,并制备出了最高转换效率达15.7%的单体电池(面积103×103mm2).实验采用PECVD方法制备SiNx减反、钝化薄膜,并采用正背面电极一次金属化烧结技术,同时完成氮化硅薄膜烧穿工艺.实验还研究了PECVD硅烷与氨气流量比对SiNx钝化、光学和保护性质的影响.分析了氮化硅薄膜及简化新工艺与提高太阳电池效率的关系.实验最后采用化学染色法测量了太阳电池的p-n结结深,结果表明该太阳电池的p-n结为0.25 μm的浅结,直接证明了SiNx薄膜对p-n结有良好的保护作用.     

SOI材料上硅薄膜电池的研究

用注氧隔离法在单晶硅衬底中形成SiO2隔离层,制备成SOI(SiliconOnInsulator)衬底,用快速化学汽相沉积(RTCVD)法在此衬底上制备硅薄膜,热扩散形成PN结,制备成薄膜太阳电池,电池表面钝化及减反膜采用的是等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法制备的SiN,薄膜电池的电极全部由正面引出,制成的23μm厚薄膜电池的光电转换效率为8 12%(1×1cm2,AM1 5,23℃)。扩展电阻的测量表明电池有良好的PN结特性;量子效率测量表明SiN比常规的热氧化SiO2有更好的减反射和钝化作用;电池的暗特性表明电池具有较高的串联电阻,并分析了正面引电极对串联电阻的影响。     

CdTe多晶薄膜太阳电池的结构改进

采用共蒸发法制备了ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe多晶薄膜，研究了薄膜的结构和性能。获得了Cd1-xZnxTe多晶薄膜的光能隙与锌含量的关系，ZnTe：Cu多晶薄膜光能隙随着掺Cu浓度的增加，光能隙减小。分别用ZnTe／ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe／ZnTe：Cu复合层作为背接触层，既能修饰异质结界面，改善电池的能带结构，又能防止cu原子向电池内部扩散。获得了面积0．5cm^2，转换效率为13．38％的CdTe多晶薄膜太阳电池。     

聚合物衬底非晶硅太阳电池的研制

报道了高透过率、耐高温聚酰亚胺薄膜的制备方法和性能。以该膜为基体制成的柔性衬底非晶硅太阳电池，转换效率达４．６３％，重量比功率达２３１．５ｍＷ／ｇ。