复合背接触层与背电极的匹配对CdTe太阳电池性能的影响

本文研究Ni和Au两种背电极在有、无ZnTe/ZnTe:Cu背接触层时对碲化镉太阳电池性能的影响及其机理。试验结果表明,在没有ZnTe/ZnTe:Cu复合背接触层时,Ni和Au相比,输入特性的填充因子(FF)较差,短路电流密度(Jsc)较大,转换效率(η)较低;在有ZnTe复合背接触层时,Ni和Au相比,FF相差较小,而η因Jsc较大而较高。通过暗特性的测试,可以看到,在有了ZnTe复合背接触层以后,Ni作背电极的碲化镉太阳电池,其二极管因子(A)、暗饱和电流(J0)和旁路电阻(Rsh)等三个参数降低的幅度都比Au作背电极的大。这和ZnTe复合背接触层使Ni背电极碲化镉太阳电池效率有更大提高是吻合的。分析表明,这主要是由于光生电流的增大导致了Jsc的增大。这样用Ni代替Au作背电极会带来降低成本和效率提高的双重改进。

非晶硅锗薄膜太阳电池的模拟研究

利用AMPS程序模拟研究了非晶硅锗薄膜太阳电池的窗口层材料和厚度以及背接触势垒对电池光伏性能的影响。模拟发现带隙为1.92 e V的非晶硅碳更适合作为太阳电池的窗口层,且窗口层越薄电池的性能越好。模拟还发现,背接触势垒越低,则电池的光伏性能越好,当背接触势垒在0.11-0.51 e V的范围内时电池的转换效率不会受到背接触势垒的影响。

碲化锌插入层对碲化镉太阳电池性能参数影响的分析

分析了有 Zn Te/ Zn Te∶ Cu插入层的 Cd Te太阳电池在能带结构上的变化 .通过对比有无插入层的 Cd Te太阳电池在 C- V特性、I- V特性、光谱响应上的不同 ,肯定了插入层对改善背接触特性的作用 ,发现它还可以改善器件前结 Cd S/ Cd Te的二极管特性和短波光谱响应 .实验结果还表明 ,不掺杂的 Zn Te对提高器件的效率是必要的 .恰当的不掺杂层厚度和退火温度能有效地改进 Cd Te太阳电池的性能 。

CuxTe背接触层对CdTe光伏器件性能的影响

研究了由共蒸发制备出的CuTe多晶薄膜的性能及其对CdTe光伏器件性能的影响。研究表明,刚沉积的CuTe薄膜为非晶相,退火后,随着退火温度的升高,不同配比的样品有着不同程度的物相转变,其中Cu/Te为1:1.44的薄膜多晶转变最为明显,结晶度较高。以CuTe结构为主相的CuxTe薄膜作为背接触层电池,性能改善不显著,转换效率随膜厚的增加呈递减趋势;以Cu1.44Te结构为主相的CuxTe薄膜作为背接触电池,转换效率有极大提升,在膜厚40nm处电池呈现最高转换效率;Cu2Te为背接触主相的电池相对于Cu1.44Te为背接触主相的电池,器件性能略有下降,但优于CuTe为背接触主相的电池。

刚性层深度及层间接触状态对FWD动载响应及反算结果的影响

基于弹性动力学平衡方程,进行Laplace、Hankel联合积分变换,利用传递矩阵的方法,可得任一深度处应力位移与表面应力位移关系。讨论了FWD动荷载形式下下卧刚性层埋深及层间接触状态对表面弯沉的影响。计算结果表明,下卧刚性层的埋深变化对动弯沉盆的形状影响不大,但对数值大小影响明显,下卧刚性层埋深较浅时,面层与土基模量反算结果明显偏大,基层反算结果却显著偏小。层间接触较差时,路面各结构层的反算模量都显著偏小。因此建议模量反算之前,首先对刚性层深度及层间接触状态进行分析,避免对反算模量结果造成很大影响。

石墨浆做背接触层的碲化镉薄膜太阳电池及组件的研究

使用掺杂石墨浆作为碲化镉薄膜太阳电池的背接触层。研究了石墨浆的成分、涂覆了石墨浆后的热处理工艺对单元电池器件性能的影响。使用优化工艺制备了大面积集成碲化镉薄膜太阳电池。结果表明:使用石墨浆背接触层,可将单元电池效率从3.8%提高到10.2%;将优化了的石墨浆处理工艺应用到27.0cm×36.7cm的大面积集成碲化镉薄膜太阳电池上,得到了7.4%的转化效率。

交叉背接触异质结(IBC-SHJ)太阳能电池模型参数的仿真与优化

本文对IBC-SHJ电池背面的几何尺寸进行二维仿真和优化,得到缓冲层、发射极和背面场对J-V特性的影响,以及FF因子的变化,结论表明缓冲层获得最佳效率的宽度值为10nm附近,发射极宽度的效率最优值约为3mm。

SiN_x∶H/Al复合膜层在背点接触太阳电池中的应用

尝试将SiNx∶H/Al复合膜层应用到晶体硅太阳电池的背部结构上。首先利用PECVD在硅片背面沉积一层SiNx∶H薄膜,然后在SiNx∶H薄膜上丝网印刷Al层,构成SiNx∶H/Al复合膜层。研究了具有SiNx∶H/Al复合膜层结构的硅片的光学内背反射性能,测得其内背反射率达88.9%。并从理论上设计出基于SiNx∶H/Al复合膜层的背点接触太阳电池最优结构,并从实验上制备出这种背点接触太阳电池,初期效率达12.36%。最后,提出了背点接触太阳电池工艺的改进方案。

EWT背结电池中的激光刻槽及腐蚀工艺的研究

采用激光刻槽的方法制备电池背面结构,用化学腐蚀的方法对槽区进行清槽和刻蚀损伤层处理。当激光刻槽工艺参数为I=7.4A,v=50mm/s,激光步长为20μm时,通过改变腐蚀溶液浓度n、腐蚀温度T、和腐蚀时间t等工艺参数,可以有效控制槽区的几何形状。结果发现,当n=12%(w/v)、T=80℃、t=20～30min时,所得槽区表面平整光滑而侧壁垂直陡峭,同时损伤层也得到较为理想的刻蚀效果,能满足后续工艺的制备要求。激光刻槽工艺简单效率高,在保证电池效率的基础上降低了成本,适合EWT背结电池产业化。

新型纳米复合材料背接触层研究

以CdTe太阳电池的新型纳米复合背接触层材料为研究对象,经过对复合材料组分配比、成膜方法及热处理工艺的优化,使这种新型材料用于CdTe背接触层后,开路电压、填充因子均得到显著提高,分别达到838.5mV和70.35%,转换效率达到14.05%。结果表明,该纳米复合背接触层材料值得进一步优化。

CZTSSe薄膜与Mo背电极接触特性的数值分析

为分析CZTSSe薄膜太阳能电池的背电极接触特性,采用AFORS-HET(Automat for Simulation of HETerostructures)v2.5软件对CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo结构进行数值分析,研究CZTSSe的带隙和电子亲和能、Mo(S,Se)2界面层的厚度以及带隙对CZTSSe与Mo电极的电学接触特性的影响。结果表明CZTSSe的带隙和电子亲和能的增大,使得CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo的欧姆接触减弱并向整流接触转变;对于带隙较窄的CZTSSe,加入界面层使CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo形成的欧姆接触转变为整流接触,随着界面层厚度的增大,整流接触逐渐减弱;对于带隙较宽的CZTSSe,加入2 nm的界面层使得CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo形成的整流接触增强,但随着界面层厚度的继续增大,整流接触减弱。当CZTSSe的带隙和电子亲和能较小时,CZTSSe/Mo(S,Se)2/Mo形成欧姆接触,控制界面层厚度为100 nm左右可以得到最优的电学接触特性。

CdTe太阳电池的不同背电极和背接触层的特性研究

用Ni替代Au来作为CdTe太阳电池的背电极,比较了Ni,Ni/Au,Au/Ni及Au背电极对电池性能的影响.发现Ni作为背电极和ZnTe/ZnTe:Cu复合层接触,电池的开路电压Voc略有降低,填充因子FF有增有减,变化幅度不大,但因短路电流Isc有较大的提高,转换效率η平均增长4%.测试了不同背电极的CdTe太阳电池的暗I-V和C-V特性,对背电极剥离后的样品进行了XPS测试分析.结果表明,Ni扩散到ZnTe/ZnTe:Cu复合层的深度比Au多,且大多呈离子态,与ZnTe/ZnTe:Cu复合层中的富Te离子形成NixTe,提高了掺杂浓度,使电池性能获得改善.

CdTe薄膜太阳电池背接触的研究

用近空间升华法制备了CdTe多晶薄膜,用硝酸-磷酸(NP)混合液对薄膜表面进行了腐蚀.经SEM观测,腐蚀后的CdTe薄膜晶界变宽,XRD测试发现,经NP腐蚀后,在CdTe薄膜表面生成了一层高电导的富Te层.在腐蚀后的CdTe薄膜上分别制备了Cu,Cu/ZnTe:Cu,ZnTe:Cu,ZnTe/ZnTe:Cu四种背接触层,比较了它们对太阳电池性能的影响.结果表明,用ZnTe/ZnTe:Cu复合层作为背接触层的效果较好,获得了面积为0.5cm2,转换效率为13.38%的CdTe多晶薄膜太阳电池.

稀土掺杂CdTe太阳电池背接触层ZnTe的第一性原理研究

结合CdS/CdTe太阳电池背接触层的制备要求考虑,利用基于密度泛函理论平面波超软赝势方法和广义梯度近似,计算了未掺杂ZnTe、稀土Y、Gd掺杂ZnTe的能带和电子态密度,得到了不同体系下系统总能和晶格常数.研究表明,稀土Y和Gd掺杂后ZnTe结构的稳定性均提高,掺杂Y使ZnTe与CdTe的晶格匹配更好.计算表明,掺杂可使载流子发生简并,掺Y比掺Gd电子有效质量小,掺Y与掺Gd的载流子浓度数量级相同.根据计算结果分析了稀土掺杂对ZnTe背接触层的影响.