薄单晶硅PERC太阳电池纯铝背电极快速烧结研究

利用热蒸发设备在30 mm×30 mm的单晶硅PERC太阳电池背表面蒸镀约2μm厚的纯铝电极,采用工业链式烧结炉对该背电极进行烧结,发现当烧结峰值温度913.8℃及铝硅固溶时间13s左右时电池效率最大。进而,以硅片厚度和背电极材料为变量,设置4组(100μm背铝浆、100μm背纯铝、170μm背铝浆、170μm背纯铝)156 mm×156 mm单晶硅PERC电池,利用各背电极材料相应优化温度场进行烧结,发现170μm纯铝背电极电池效率最高达16.42%,平均效率相对于同厚度背铝浆电池高0.37%,且100μm纯铝背电极电池翘曲度可忽略,因而认为纯铝电极相较于铝浆电极有利于提升电池效率以及能够有效降低大面积薄电池的翘曲程度。

顺德地区固定式多角度光伏发电系统研究

在光伏系统设计中,由于设计软件模拟计算时使用的气象数据与实际气象数据有差别,因此,使用软件模拟计算得出的某地全年最佳倾角与实际有一定差别。为研究广东顺德地区安装光伏发电系统的年最佳倾角,建设了固定式多角度光伏发电系统,同时对该系统运行一年半的发电数据进行分析,得出顺德地区安装光伏发电系统的年最佳倾角在25°左右。

超薄晶体硅太阳电池关键工艺及产业化研究

随着硅片切割技术的不断发展,越来越薄的晶体硅太阳电池成为降低太阳电池生产成本的重要途径之一。本文主要通过理论及实验方法对超薄晶体硅太阳电池制备的关键技术及产业化进行研究。本实验采用目前主流厚度为190μm、大小为125×125mm2的p型Cz单晶硅片为衬底,通过20%的NaOH溶液在不同时间下分别减薄,得到不同厚度(180μm、155μm、130μm、105μm和80μm)的硅片,然后分别采用常规工艺、背面局域接触电池制备工艺制备出不同厚度的电池。通过表征它们的反射率、I-V等性能,评价各种制备工艺的优劣,并提出产业化思路,为超薄晶体硅太阳电池产业化发展提供方案。

顺德地区并网光伏发电系统性能研究

以顺德地区的小型屋顶并网光伏发电系统为研究对象,通过对4个峰值功率为1 kWp的屋顶光伏发电系统1年的实际运行数据进行分析,计算出系统的发电量和系统效率。研究结果表明:在顺德地区峰值功率为1 kWp的光伏发电系统年发电量约为1 000 kW.h,本系统的性能比为71.53%;为使系统的效率达到最佳,光伏组串的最大功率点电压乘以87%应等于逆变器的最佳工作电压;光伏发电系统输出的电流谐波畸变率较小,不会对电网和负载造成不良影响。

激光全掺杂制备太阳电池发射极的研究

采用波长532 nm的激光脉冲在n型单晶硅衬底上扫描预置的硼源,进行太阳电池发射极制备的研究。通过全激光掺杂获得方块电阻最低为30Ω/□的发射极,经过退火后少子寿命大幅度提升;在此基础上,初步制备的太阳电池的开路电压Uoc达到597 mV,转换效率为13.58%。研究表明,激光全掺杂是制备太阳电池发射极的有效方法。

晶体硅太阳电池修复中试线的终端验证研究

简单介绍了晶体硅太阳电池的激光修复工艺。实验表明,根据不同缺陷情况采用相应激光刻蚀隔离技术修复后的电池不存在漏电现象,能量转换效率升高。验证实验中使用红外检测技术和电致发光图像分析太阳电池修复前后的缺陷位置与漏电程度,选取了240片尺寸为156mm×156 mm的修复后的太阳电池进行编号;不考虑不同的缺陷类型,将它们分为4组制备成组件,通过电致发光图像检测隐裂纹;同时选用一块同批次正常组件作为参照,搭建光伏系统,检测并评估修后太阳电池的户外运行情况。实际运行结果表明,电流不匹配和隐裂纹对组件发电量有一定影响。

基于ABC-SVM和PSO-RF的光伏微电网日发电功率组合预测方法研究

综合考虑气象因素,使用ABC-SVM方法,对历史的气象数据和光伏出力数据进行训练,依据发电量情况将气象数据分为4类;之后在4类气象情况下各选取上万条数据,使用PSO-RF模型分别训练每组数据,得到4个带不同参数的模型;最后根据每天的气象情况运行不同的模型。验证本组合方法之后发现,通过气象分类后得到的模型,可大幅提高光伏发电量预测的效果。

晶体硅太阳电池生产虚拟实训平台建设

针对晶体硅太阳电池生产工艺课程实训教学设备不能满足实训教学需求的问题,开发了一套晶体硅太阳电池生产虚拟实训平台。通过该平台开展工程实训教学,可以让学生更好地掌握晶体硅太阳电池生产工艺,为学生以后在太阳电池生产相关领域工作奠定良好的理论和实践基础。

光伏组件在不同运行模式下的性能研究

通过对在三种运行模式(即微逆变器系统、电源优化器系统和组串式逆变器系统)下的光伏系统发电量进行比较与分析,研究了户外不同运行模式下晶体硅光伏组件的初期衰减情况,测量结果表明,三种系统的发电量组串逆变器系统的日发电量最高,微逆变器系统和电源优化器系统基本一致,而晶体硅组件在户外运行了3年之后功率平均衰减率为2.20%,同时,不同的运行模式下组件初期衰减会出现一定的差异,其中微逆变器安装方式的组件衰减率最低,通过EL测试尝试找出导致其衰减差异的原因。

单晶硅太阳电池技术分析

简要叙述太阳电池的发展历程及当前的状况,针对目前单晶硅太阳电池研究热点,从单晶硅材料、制绒、扩散、钝化、浆料、印刷、烧结、高效电池的工艺及设备等方面分别进行了深入分析,对其提高阳光的吸收能和光电转换效能的技术发展做出预测。

晶体硅光伏组件功率衰减与评估方法研究

通过研究国内外户外运行15 a以上光伏组件,总结其衰减的主要原因和特征,并结合各类环境因素对光伏原辅材料性能的影响,设计一组晶体硅光伏组件衰减率测试序列,并开展实验室模拟测试,其结果可为国内开展晶体硅光伏组件衰减率与寿命研究提供依据。

薄晶体硅PERC电池的工艺研究

随着切割技术的进步,晶体硅电池制作得越来越薄,这符合晶体硅电池降低成本、提高效率的技术发展趋势。文章模拟了不同厚度钝化发射极及背局域接触(PERC)电池的效率;基于110,130,150,170μm 4种厚度的单晶硅薄片制作了PERC电池,通过表征其I-U特性、量子效率(QE)、电致发光(EL)来研究薄片电池制作的工艺问题。

关于光伏组件标准中功率衰减指标的研究

本文通过研究国内外光伏组件失效的因素,结合各类环境因素对光伏原辅材料性能的影响,设计了一组包含温度和辐照度变化的晶体硅光伏组件衰减率测试序列,并开展实验室模拟测试,其结果为国内开展光伏组件衰减率研究提供依据,也为我国制定光伏组件衰减率测试标准提供参考。

附加式光伏屋顶温度场有限元模拟研究

基于有限元分析方法模拟在多种辐照与空气流动情况下光伏组件对屋顶温度的影响,比较分析覆盖组件与没有覆盖组件的建筑屋顶,结果显示覆盖光伏组件屋顶温度相对低1--5℃,两者摄氏温度的温差高达20%。光伏组件除了本身发电以外,对附加式光伏建筑具有隔热保温作用,在工程应用中具有重要的应用价值。

CdS/p-Si异质结太阳电池的制备与数值模拟

采用物理气相沉积工艺制备了免掺杂的CdS/p-Si异质结太阳电池,通过数值模拟对影响电池效率的主要因素如前电极、背电极功函数材料及前、后表面复合速率进行模拟分析和优化。实验结果表明,CdS薄膜呈现[111]晶向择优生长,具有良好的结晶性。60 nm厚的CdS薄膜在500~1100 nm波长范围内具有较高的光学透过率,与Si的接触电阻ρc=3.1Ω?cm2。In2O3薄膜的平均透过率和方阻分别为90.88%和74.54Ω/,能有效收集载流子。经过工艺优化,在25℃,AM 1.5测试条件下,得到CdS/p-Si异质结太阳电池(面积1 cm2)效率为10.63%。数值模拟优化后,CdS/p-Si太阳电池的理论最高效率(power conversion efficiency,PCE)可达到25.36%。

广东河源28.8kWp单轴和双轴跟踪并网光伏系统研究

介绍了广东河源金太阳示范项目中容量为28.8 kWp单轴、双轴跟踪光伏系统的配置情况和控制原理,并对比了单轴跟踪系统、双轴跟踪系统与固定系统的发电量。统计结果表明单轴和双轴跟踪系统的发电量比固定系统分别提高了18.6%和38.9%,证明跟踪系统能够明显地提高光伏组件的单位发电量,具有很高的应用价值。

外量子效率测试在GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池接收器性能评估中的应用

利用太阳电池量子效率测试系统对GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池接收器进行检测和分析,从而修补了系统缺陷,对外量子效率测试中发现的问题进行了初步探索和解决。借助GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池的等效电路模型,根据三结结构中各个子电池的短路电流值、调整偏置光和偏置电压,改进了测试中的偏置滤光片问题,提出了该太阳电池接收器的性能评估方法和判断依据。

基于户外实证的双面光伏组件输出特性数值模拟优化研究

文章首先利用双面光伏组件试验平台测量不同安装方式下双面光伏组件的输出特性,而后利用PVsyst软件对双面光伏组件的输出特性进行仿真模拟,并将仿真模拟结果与实验测量结果进行对比。文章还针对佛山地区的气候特征,提出了地面反射率的最优化设置方法。此外,对于垂直安装的双面光伏组件,利用不同月份的模拟结果,分析了IAM模型的选择问题。分析结果表明,在太阳能资源较好(灰霾日较少)的情况下,选用Ashrae Parametrization模型,可得到更加准确的模拟结果。

户外运行17年单晶硅光伏组件性能失效研究

本工作对一批由西门子公司生产的SM55单晶光伏组件在深圳海边户外运行17年后的电性能失效原因进行了探究。944块组件的平均最大功率(Pmax)衰减23. 35%,电性能参数变化主要表现为填充因子(FF)和短路电流(Isc)明显下降。观察组件的EL和红外热图像发现,主栅处发亮和电池中间黑区是EL图像中的主要缺陷,而电池脱焊可能是造成这批组件填充因子明显下降的主要原因。通过扫描电镜-能谱仪(SEM与EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对电池表面细栅线进行进一步分析,发现电池黑区部分正面细栅处有醋酸铅等针状物质形成,导致银栅线接触电阻和金属电阻增大。旧组件光伏玻璃表面受到污染后,靠边框部位有粘附性积灰,导致光伏玻璃透光率下降,而边缘处玻璃透光率下降更为显著,从而使得组件的Isc下降。同时采用正常片、EL正常的高串阻与云片高串阻三种电池片制备样品组件,并通过湿热实验来模拟电池制备因素对脱焊的影响,发现EL正常的高串阻电池组件进行湿热试验后,主栅处EL图像出现发亮现象,红外热图像显示EL发亮处温度相应较高。这说明EL正常的高串阻电池在湿热环境下可能会增加主栅处脱焊和腐蚀的风险。

平面发射极与绒面发射极银-硅接触的对比研究

比较了平面发射极与绒面发射极表面通过丝网印刷烧结形成的银-硅接触。通过TLM测试发现,平面发射极与绒面发射极的银-硅接触电阻率平均值分别为4.4 mΩ·cm2和1.1 mΩ·cm2,平面发射极银-硅接触电阻率比绒面的高很多。绒面具有更大的相对表面积是一个较为直观的原因。通过SEM观察发射极剖面,发现金字塔顶部区域的掺杂较重,结深从顶峰到谷底沿着金字塔的[111]晶面逐渐减小;通过SEM观察银电极与硅表面的接触界面,总结分析银-硅接触的电流传输机制。然后将银电极块从硅表面剥离,用SEM和EDS观察露出的发射极表面,发现银结晶沉积体在平面上的分布很不均匀而在绒面上的分布较为均匀,密度也大很多,并且银结晶沉积体在掺杂较重的金字塔顶部密度更大。根据电流的传输机制分析得出,银结晶沉积体分布的这种差异性导致了平面发射极银-硅接触电阻率比绒面的高。