非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究

以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜,获得性能优良的宽带隙p型半导体材料,再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层,最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池.利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙,并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数,再分析电池的光谱响应特性.实验表明,掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽,以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层,能够改善电池的光谱响应特征,并提高转化效率达10%以上.

电阻蒸发铝薄膜结构及其对非晶硅太阳电池性能的影响

本文首先采用电阻蒸发法制备了不同厚度的Al薄膜,并选择了两个典型厚度的Al薄膜制备工艺来制备非晶硅太阳电池的Al背电极,研究了Al背电极厚度对电池性能的影响。结果表明,Al背电极的厚度由800nm减薄到70nm时,电池的Voc平均值由0.826V增加到0.829V,电池的Jsc平均值由11.747mA/cm2减小到11.318 mA/cm2,电池的FF平均值由0.701增加到0.728,而电池效率的平均值略有增加,由6.803%增加到6.833%。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了玻璃衬底上蒸发的Al薄膜和非晶硅电池Al背电极表面形貌和微观结构的变化,分析了电池性能随Al背电极厚度变化的原因。

非晶硅太阳电池原理及应用

本文介绍了非晶硅太阳电池的原理、结构及电性能参数。为了便于应用。

非晶硅太阳电池用Ag背反镜的吸收损耗

利用频域有限差分法,分析了两种典型非晶硅电池结构的Ag背反镜的吸收损耗。研究表明:平板型非晶硅电池Ag背反镜的损耗主要是由银材料的本征吸收和非晶硅有源层导模共振效应引起,而表面等离子体共振吸收使TM模的吸收峰峰值大于TE模的吸收峰峰值;织构型的非晶硅电池内部光场分布复杂,可在光垂直入射情况下,使TE模和TM模均在有源层中出现较强的导模共振效应,且TM模还可在Ag背反镜中激励起等离子体共振效应,从而使织构型非晶硅电池Ag背反镜的吸收谱表现为多峰值特性,且其吸收峰的峰值大于平板型非晶硅电池的吸收峰峰值。

线列式分室连续PECVD系统制备弱光非晶硅太阳电池的研究

从非晶硅太阳电池在弱光条件下工作机理的特点出发,研究了不同工艺条件对电池特性参数的影响,介绍了自主研制的先进的线列式分室连续 PECVD 系统及工艺技术,分析了在该设备上制造出的高质量弱光非晶硅太阳电池的性能.实验结果表明,该工艺技术能够有效提高太阳电池性能质量.

非晶硅太阳电池应用和开发的新进展

评述了ａ－Ｓｉ电池的工艺优势、开发水平、市场现况。

浅析非晶硅太阳电池优势及其在路灯上的应用

从年发电量、能量回收期和应用范围三大方面分析非晶硅太阳电池相对于晶体硅太阳电池的优势,并对非晶硅太阳电池较晶体硅太阳电池年发电量多的原因进行了分析。最后提出在太阳能路灯中采用非晶硅-晶体硅复合光伏组件供电方式,可降低太阳能路灯光伏组件的功率配置,减小蓄电池容量配置和放电深度,缩短欠压后恢复期,延长蓄电池的使用寿命。

非晶硅太阳电池作为空间能源的性能特点

总结了非晶硅太阳电池在器件物理、制造工艺、大规模生产和应用方面所取得的重大进展。文章分析了非晶硅太阳电池作为空间能源系统技术上的主要优势;很高的质量比功率和可弯曲特性;极好的抗辐照性能;良好的高温性能;较高的空间效率和低的制造成本,这是其它太阳电池不具有的优势,使得非晶硅太阳电池能源系统在低成本通信卫星、平流层气球通讯平台,以及空间太阳能电站应用领域内具有较强的竞争力。

非晶硅太阳电池的性能与薄膜特性的关系

在Ｒｉｃｈａｒｄ Ｓ．Ｃｒａｎｄａｌｌ和ＰｏｒｐｏｎｔｈＳｉｃｈａｎｕｇｒｉｓｔ等人工作的基础上，用平均场区域近似（ＵＦＲＡ）方法，对ｐ－ｉ－ｎａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜太阳电池进行了解析分析，得出了电池性能参数与本征层光学带隙Ｅｇ、电子迁移率μｎ的关系。开路电压Ｖｏｃ、短路电流人、电池效率η随Ｅｇ的增大而急剧减小，而填充因子Ｆｆ随Ｅｇ的增大而缓慢减小。Ｖｏｃ，Ｊｓｃ，η，Ｆｆ都随μｎ的增大而增大，η变化最大，其次是Ｆｆ计算结果还表明，μｎ的提高虽然能够提高Ｖｏｃ和Ｊｓｃ，但主要是通过提高Ｆｆ来改善电池的性能的．而μ０的提高增大了载流子的漂移距离，大大地改善了电池的Ｊ—Ｖ特性，从而提高了Ｆｆ和η这也体现了该类电池中的电流主要是漂移电流的特点．

非晶硅太阳电池应用和开发的新进展

评述了ａ－Ｓｉ电池的工艺优势，开发水平，市场现况，应用领域及发展趋向。

非晶硅太阳电池的性能与结构参数的关系

在RichardS．Crandall和PorponthSichanugrist等人工作的基础上，用平均场区域近似（UMtA）方法，对p-i-na－Si：H薄膜太阳电池进行了解析分析，得出了电池性能参数随本征层厚度变化的关系．短路电流密度先随厚度的增加而增加，在1μm左右达到最大值，而后将减小，但减小得不多．开路电压基本上不随本征层厚度变化．填充因子随本征层厚度一直减小，从厚度0.1μm时的0.888下降到厚度1.8μm时的0.365．而效率则在厚度为0.5μm时达到最大值，并且从计算结果可以看出，厚度在0.～0.8μm时，转化效率都比较高．

非晶硅太阳电池进展和展望

综述了非晶硅（ａ－Ｓｉ）太阳电池在研究、开发和应用方面的新进展。采用Ｈ２稀释和较低衬底温度、防止Ｏ２、Ｎ２等杂质沾污、用氘代替Ｈ２等工艺提高ｉ层质量；在ｐ／ｉ界面间生长适当的缓冲层以得到良好的ｐ／ｉ界面、优化三结迭层电池结构；目前，１ｃｍ２电池和９００ｃｍ２组件的稳定转换效率分别达１４％和１０．２％，为ａ－Ｓｉ电池的大规模应用展现了良好前景。介绍了美国Ｓｏｌａｒｅｘ公司在大面积多结电池组件生产化工艺研究方面的经验，强调严格控制ＴＣＯ的沉积条件是重要的环节。同晶体Ｓｉ电池比较，ａ－Ｓｉ电池生产具有易于进行大面积自动化生产、原材料省、能耗低等特点，使它可能成为建造全球太阳电池发电网的主要侯选者。

非晶硅太阳电池生产线的技术进步

北京北仪创新真空技术有限责任公司(以下简称北仪)自行设计并成功研制了中国国内首条、整机全部国产化的非晶硅薄膜太阳电池生产线;经过多个用户生产线的建设深刻认识到:核心技术的提升必须依靠自主创新;技术进步需要工艺与设备配套研发、交替提升。北仪建设了具有产业化能力的薄膜太阳电池实验中心;创建了含有"‘在线实验室’的可创新薄膜太阳电池生产线",本文介绍了该生产线的核心设备以及关键工艺步骤中"在线实验室"所起的作用。该生产线的核心设备为等离子体增强化学气相沉积系统(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD),在"在线实验室"的指导下,通过对该系统的稳定性和膜层均匀性的改进以及电池I层厚度和P层材料带隙的优化,得到了性能更优的同质双结非晶硅太阳电池。

浅谈非晶硅太阳电池在建筑光伏一体化的应用

介绍了非晶硅电池的原理及工艺特点,说明了其在建筑光伏一体化的应用中的优点。

非晶硅太阳电池背反射电极ZnO∶B薄膜研究

摘要：采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）生长技术，以H：O和二乙基锌（Zn（CH2）2）为反应源，硼烷（B2H6，氢气稀释为1％）为掺杂气体，在面积为23cm×23em的普通玻璃衬底上生长ZnO：B薄膜，分析各工艺参数对薄膜光电特性的影响。结果表明：衬底温度对ZnO：B薄膜的透过率影响显著，其次是反应压力，B：H。掺杂量对透过率影响较小，但是对电阻率影响十分明显。通过优化工艺条件，在衬底温度为185℃，反应压力为0．5torr（1torr=133．3Pa），B，H。流量为4cm3／min下获得了厚度为580nm、在400～800nm光谱范围内透过率大于85％、电阻率为2．78×1013Q·cm的ZnO：B薄膜。将该ZnO：B薄膜作为背反射电极应用于大面积（23（31／1×23cm）非晶硅及硅锗太阳电池后，可使电池短路电流密度分别增加2．82和1．5mA／em。．

外连式SnO_2导电膜非晶硅太阳电池

介绍了用化学气相法沉积大面积透明SnO2 :F膜的制作与原理。提出了一种大面积透明SnO2 :F膜的腐蚀成型方法 ,即用通用抗蚀干膜经曝光、显影形成所要图形 ,用稀释的粘接剂与锌粉按一定比例混合 ,用丝网印刷工艺将其均匀地涂覆在抗蚀干膜之上 ,放入盐酸溶液中腐蚀SnO2 :F膜 ,得到了边缘整齐、无针孔的图形。将腐蚀成型的SnO2 导电玻璃经清洗送入非晶硅沉积室 ,采用辉光放电法顺序沉积p、i、n三层 ,在高真空容器中蒸发铝电极 ,制作了外连式SnO2 导电膜非晶硅太阳电池 ,并与外连式氧化铟锡 (ITO)导电膜非晶硅太阳电池进行了比较 ,电性能明显提高 ,尤其是短路电流平均提高了 2 9.3 % ,在 2 0 0lx白荧光灯照射下 ,单位面积最大输出功率达 7.76μm /cm2 。

非晶硅太阳电池中吸收层的氢稀释微控作用

基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备非晶硅太阳电池,通过微量调节氢稀释(RH),研究其对本征非晶硅吸收层的光学带隙及微结构的影响。实验结果显示当RH由6.5增加到10时,本征非晶硅吸收层的光学带隙由1.796eV提高到1.973eV,电池效率随RH的降低先升高后降低。并在RH=7时达到最大值,此时的本征非晶硅薄膜的光学带隙约为1.836eV,其电池效率达到8.4%(Voc=897.2mV,Jsc=14.86mA/cm2,FF=62.96%)。实验表明RH的提高并不能单调增加电池的效率。通过对微结构的分析发现,这主要是由于RH过低或过高时,其Si-H2键成分比例较高,微结构因子R较大,使得薄膜中缺陷较多所引起电池恶化导致的。

非晶硅太阳电池I-V特性的研究

在试验的基础上,研究了不同太阳能辐射强度与太阳电池表面温度下的非晶硅太阳电池I-V特性。依据试验数据分析了三种不同I-V特性模型的优缺点,即单指数模型、多项式拟合模型和等效电路形式模型。最后分析了不同辐射强度对发电性能的影响。

新型非晶硅太阳电池

论述了新型非晶硅太阳电池的发展,介绍了See-Through Amorton 半透明太阳电池、a-SiC 激活层半透明太阳电池、弱光太阳电池、不透明柔性衬底太阳电池、透明柔性衬底太阳电池及导电聚合物柔性衬底太阳电池的特性。并且介绍了国内新型非晶硅太阳电池的研究成果及应用。