太阳能光伏发电之未来

2007年中国和世界太阳能光伏发电在技术、产业、市场和资源等方面都取得了新的进展;展望太阳能光伏发电的未来,应当重新审视光伏发电在我国能源结构中的战略地位;建议把支持光伏发电的快速发展和实施大规模应用作为应对当前和今后国际能源涨价的国策。

太阳能光伏发电——中国低碳经济的希望

2010年上海世博园区安装了约5.2MW光伏发电系统,预示着太阳能光伏是低碳经济的希望。笔者展望太阳能光伏发电的未来,重新思考光伏发电在中国能源结构中的战略地位;建议把支持光伏发电的快速发展作为占领太阳能科技制高点,同时作为发展低碳经济的国策。

中国太阳能光伏发电面临的困难与前景

比较了中国与国际光伏发电的发展状况，分析了中国光伏发电所面临的五大困难，提出了克服这些困难的建议。表2参8。

可再生能源发电系统中VRLA蓄电池的过充电保护与温度补偿特性的研究

对可再生能源发电系统中阀控式密封铅酸蓄电池 (VRLA)的过充电保护与温度补偿特性进行了模拟实验研究。结果表明 ,为了延长可再生能源发电系统中VRLA蓄电池的使用寿命 ,除了对蓄电池进行必要的过放保护外 ,还必需进行过充电保护及对过充阈值电压进行温度补偿 ,并推荐了两种行之有效的补偿方法。实验结果对延长可再生能源发电系统的使用寿命具有指导意义。

太阳能建材技术的研究与开发(Ⅰ)——光伏屋顶热性能的调查

为了对综合利用生态能源技术进行研究和发展 ,上海交大太阳能研究所建造了JD - 0 1号生态能源房。根据在大规模应用中节省建材和施工费及追求建筑美观的意图出发 ,实验性地开发了太阳能屋顶一体化技术。为了调查太阳电池组件作为建筑模块使用时其背面温度的上升规律及对太阳电池性能的影响 ,供今后设计类似系统时参考 ,实际测定和讨论了太阳电池背面温度与太阳辐照度、环境温度的关系 ,结果表明有自然通风通道的光伏屋顶的温度特性与支架布置型太阳电池方阵基本相同。

太阳电池减反射膜系统的研究

减反射膜系的制备对于高效空间太阳电池来说非常重要 ,对其进行优化设计可以大幅度地提高太阳电池的短路电流 ,从而提高太阳电池的光电转换效率。从波动光学的基本原理出发 ,用加权平均反射率作为评价膜系设计质量的参数 ,编制出了进行减反射膜系优化设计的计算机程序 ,理论上可以使太阳电池表面的加权平均反射率降到 1%以下 。

多晶硅太阳电池表面化学织构工艺

用化学腐蚀方法织构多晶硅片的表面 ,利用SEM分析了化学腐蚀后多晶硅片表面状态 ,通过反射谱的测试 ,分析了多晶硅片表面陷光效果。结果表明酸溶液腐蚀的硅片表面相对平整 ,有均匀的腐蚀坑 ,反射率很小。在没有任何减反射膜的情况下 ,在 5 0 0～ 10 0 0nm波长范围内 ,反射率在 16%以下 ,有较好的表面陷光效果。而用碱溶液和双织构腐蚀方法得到的多晶硅表面陷光作用都不很理想 ,反射率高于酸溶液腐蚀硅片 。

太阳能与2010年上海世博会

太阳能(包括风能、生物质能、空气热能、地温热能等)的科学利用,使得这些"农村能源"可以让城市更美好。文章建议将太阳能等可再生能源利用列入2010年上海世博会主题规划,在世博会场馆内外广泛展示太阳能高新科技的进步以及在城市中的应用,保证世博会场馆总能耗的50%来自太阳能等可再生能源,以期促成"上海十万个太阳能屋顶计划"、"上海10万kW近海风力发电场计划"以及"上海10万kW生物质能(含垃圾)发电计划"。希望到2010年,上海的可再生能源发电达到全市发电总装机容量的5%,成为实施《中华人民共和国可再生能源法》(草案)的先锋和模范。

PECVD对硅材料的钝化作用

该文通过实验 ,发现对硅片采用双层钝化体系SiO2 /SiNx 可降低表面复合速度到S <1cm/s;而在采用PECVD钝化的过程中 ,最重要的影响因素是FGA的温度 ,退火温度越低越好 ;最后分析了H原子对硅片钝化的微观机理。

空间太阳电池发展现状及展望

电源系统是卫星的重要分系统之一 ,几乎所有的卫星均需配置一个合适而可靠的电源分系统。电源分系统在整个卫星系统中所占质量的比例是最高的[1] ,因此对电源系统的研究就非常重要。多数地球轨道卫星都采用太阳电池阵与蓄电池联合供电系统。空间的环境非常恶劣 ,温度起伏大 ,高能粒子多 ,使得工作在其中的太阳电池必须具备性能稳定和抗辐照等特性。文中对空间太阳电池系统的发展现状作了较为详细的介绍 ,比较分析了硅太阳电池与其它几种材料的空间太阳电池的发展现状和优缺点 ,得出了硅电池仍是目前空间应用的最佳选择的结论。还介绍了几种高效硅太阳电池及当前的发展水平 ,通过比较分析 ,提出了空间太阳电池的未来研究方向。

纳米硅薄膜及纳米硅薄膜太阳电池

综述了纳米硅薄膜及纳米硅薄膜太阳电池的制备方法、结构特性、光电特性等 ,显示出其有重要的应用前景。迄今为止 ,最好的纳米晶硅薄膜太阳电池的光电转换效率已达 8.7%。

用开路电压法测硅太阳电池中少数载流子寿命

太阳电池基区的少数载流子寿命是影响电池效率的重要因素之一。开路电压衰减法 (OCVD)具有直接、简单、重复性好等特点 ,可准确测量器件的少数载流子寿命。该文分别介绍了利用纳秒激光器和发光二极管 (LED)作为OCVD的光源 ,测量晶体硅太阳电池的少子寿命 ,结果发现可以利用脉冲信号发生器带动发光二极管作为脉冲光源 ,取代纳秒激光器 。

太阳电池绒面测量与分析

通过对ＭＯＳ结构电容的测量分析，计算出太阳电池表面积的变化，实现对电池绒面制作工艺的控制与分析。实验数据与理论计算结果一致，通过ＭＯＳ系统的Ｃ－Ｖ特性测量可进一步对太阳电池的表面和界面特性作更加系统和深入的分析。

利用高斯分布模型研究多晶硅晶界电学特性

研究了多晶硅晶界的载流子输运过程和导电机制 ,建立了新的晶界结构模型和晶界势垒分布模型 .将晶界区域及其势垒的变化视为高斯分布 ,利用这个模型 ,给出了改善的电流 -电压特性方程 ,并用这个关系式来解释多晶硅的电学特性 .数值计算表明 ,多硅电阻率随势垒高度的增加而基本呈线性增加 .另外 ,电阻率 ρ随掺杂浓度的增加而减小 ,当掺杂剂浓度约为 1× 1 0 19cm-3 ,ρ和 ρgb下降最快 .且在晶粒尺寸为 1 0 2 nm范围内晶界的电阻率比晶粒的电阻率约大 2～ 3个数量级 .分析结果表明 ,晶界是高电阻区 ,晶界的这种精细分布描述 ,有助于进一步理解多晶硅的晶界特性 ,从而提高多晶硅太阳电池的光电转换效率 .

独立光伏系统最佳倾角计算新方法

对于有均衡或非均衡负载的独立光伏系统,在计算最佳倾角b时,可先计算出不同倾角下各月倾斜面上的辐射量占该倾角下全年总辐射量的比例以及各月负载耗电量占全年总耗电量的比例。将以上两种比例进行比较,取使得各月辐射比例与负载比例最匹配的倾角为最佳倾角。匹配程度可用最小二乘法计算。文章辐射数据使用上海市1961-1980年的太阳光辐射月平均数据,对均衡及非均衡负载计算了最佳倾角,并做了分析。

光伏新材料——掺氮碳薄膜溅射制备技术及测试

介绍了采用氮气离子束溅射 ,高纯石墨为靶材 ,沉积掺氮碳薄膜的设备及工艺技术。对薄膜的沉积过程作了讨论 ,采用 X射线光电子能谱 (XPS)技术等对薄膜结构成分、氮 -碳、碳 -碳原子之间的键以及结合能作了研究 ,在 (1 1 1 )单晶硅片上沉积掺氮碳薄膜 ,构成 C/Si异质结 ,在 1 0 0 m W/cm2 光照下 ,开路电压达 2 0 0 m V。

SiN_x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0．25μm的浅结,直接证明了SiNx薄膜对p-n结有 良好的保护作用。

超声雾化喷涂工艺及优质二氧化锡透明导电薄膜的研究

报道了采用超声雾化喷涂工艺沉积优质掺杂二氧化锡透明导电半导体薄膜的实验成果 ,选用氟作为掺杂元素 ,通过改变掺杂量和工艺参数 ,可控制薄膜的方块电阻在 1 0 Ω/□以上的范围内变化 (40 0 nm膜厚 ) ,掺氟离子二氧化锡为 n型导电半导体 ,高浓度掺杂的二氧化锡薄膜光学透过率为 87%～ 90 % (采用 550 nm单色光源测透过率 )。用 X射线衍射及扫描电子显微镜分析 ,可获得该薄膜材料的微结构、表面形貌以及薄膜组成、掺杂百分含量。该成果为大规模生产优质二氧化锡透明导电薄膜 ,提供了有效、简单的方法和装置。

空间电荷区和晶界复合对多晶太阳电池基区少数载流子寿命的影响

该文采用多晶硅太阳电池模型,通过引入空间电荷区复合速度来研究空间电荷区复合对少子寿命的影响,从计算结果中发现当复合速率大于105cm/s时,空间电荷区的复合影响不可忽略,必须对所测得的寿命值进行修正。