用直流磁控溅射法研制非晶硅太阳电池ZnO/Al背反射电极

本文首先在低温（140℃）和低功率下采用Zn：Al合金靶直流反应磁控溅射法研制ZnO：Al透明导电膜。然后在单结（glass／SnO2／pin／）或双结（glass／SnO2／pin／pin／）非晶硅电池上沉积约70-100nm厚的ZnO透明导电膜，最后再用电阻蒸发法沉积Al电极。实验获得了较好的n^＋／ZnO界面，实现了ZnO／Al背电极的增反作用，使电池的短路电流增加1-3mA／cm^2，光电转化效率提高1—3％（绝对效率），小面积电池效率达到9．5％。

溶胶-凝胶法制备Al^(3+)离子掺杂型ZnO薄膜与评价

采用溶胶 -凝胶 (Sol -Gel)工艺在普通Na -Ca -Si玻璃基体上成功地制备出高c轴择优取向性、高可见光透光率以及高电导率的Al3 + 离子掺杂型ZnO薄膜。利用SEM、XRD以及UVS光谱仪等分析方法对不同工艺下制备的薄膜进行了研究 ,结果显示 ,所制备的薄膜为纤锌矿型结构 ,表面均匀、致密 ,薄膜材料晶粒尺寸大约为 5 0～ 2 0 0nm左右 ,薄膜可见光透光率最大可达 99% ;对薄膜的厚度以及电学性能进行了测定后发现 :单次镀膜厚度约为 3 0～ 5 0nm ,Al3 + 离子掺杂型氧化锌薄膜的电阻率在 2 .5 2× 10 -3 ～ 2 .94× 10 -3 Ω·cm范围内 ,其霍尔系数在 6.2 5× 10 -7～ 2 .3 6× 10 -7cm3 /C范围内 ,载流子浓度在 1×10 2 5～ 2 .64× 10 2 5cm-3 范围内 ,霍尔迁移率在 2 .48× 10 -4 ～ 8.0 3× 10 -5cm2 /V·s范围内 ,在太阳能电池透明光电极领域中极具潜在的应用价值。

Al掺杂的ZnO纳米结构材料制备及其电极设计

介绍了一维Al掺杂的ZnO(Al-ZnO)纳米结构材料的制备,研究了该材料体系的电极设计与优化。结果表明,适合于这种材料的电极为Au/Ni双层金属膜,经过在Ar和N2气氛中分别退火处理后,Au/Ni双层金属膜与Al-ZnO纳米结构材料的接触电阻得到明显降低,并且在Ar气氛中退火要好于在N2气氛中退火。

太阳能电池片上生长ZnO/Al薄膜电极的研究

太阳能电池片上生长ZnO/Al薄膜电极的研究属于新型透明导电材料领域,具体涉及一种在未引入电极的太阳能电池片上制备ZnO/Al薄膜的方法。以未引入电极的太阳能电池片为基片,清洗后送入磁控溅射反应室,以纯Al为靶材进行磁控溅射得到20~300nm厚的Al薄膜,然后将基片置于气相沉积室内同时通入氧气和携带有Zn（CH2CH3）2的氩气,沉积得到50~600nm厚的ZnO薄膜,最后在氧气气氛下,于400~600℃对载有ZnO和Al薄膜的基片退火处理,得到ZnO/Al薄膜。制备工艺简单,沉积过程易于控制,透明导电薄膜的均匀性好,光电性能优异,以此作为太阳能电池的背电极,替代传统的铝金属电极,进一步提高了太阳能电池的转化效率。

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。

基于AZO/Ag/AZO透明导电薄膜的染料敏化太阳电池研究

采用化学气相沉积和直流溅射沉积方法成功制备了与基体附着力高的不同Pt厚度的Pt/碳纳米管(CNT)膜层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)分别对薄膜厚度和表面形貌以及膜层中Pt的含量进行了研究;通过电化学阻抗谱和循环伏安曲线分别对Pt和Pt/CNT对电极的光电催化性进行了研究。结果表明:CNT与基体具有良好的接触性,并且随Pt沉积时间的增加,Pt在CNT薄膜中的含量增加,染料敏化太阳电池(DSSC)的光电转化效率随Pt厚度的增加而增加;与单纯的Pt对电极相比,Pt/CNT对电极具有更高的活性比表面,更低的电子迁移电阻以及更高的还原电流密度;以Pt(80 nm)/CNT为对电极的DSSC具有最高的光电转化效率8.54%;另外,与Pt(80 nm)对电极相比,以Pt(40 nm)/CNT为对电极制备的DSSC具有更高的光电转化效率,因此,该新型对电极结构可大大节省贵金属Pt的用量,在DSSC的应用中具有很大的潜力。