CIGS薄膜太阳电池的数值模拟研究

建立了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池结构模型,利用SCAPS模拟计算得到CIGS薄膜太阳能电池的载流子生成率、能带排列、电场强度等,研究了CIGS薄膜太阳能电池吸收层的Ga组分含量、不同共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度、吸收层厚度、掺杂浓度对电池输出性能的影响。结果表明,单步共蒸法制备的电池中CIGS/CdS异质结“尖峰状”的能带排列有利于载流子传输;当Ga组分含量在30%时,太阳能电池的输出性能优异。三步共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度进一步降低,可提升电池的输出性能。吸收层厚度为2.0μm厚的电池吸收层即可吸收大部分的光子,继续增加吸收层厚度会导致短路电流密度降低。增大吸收层掺杂浓度,提高了光生电动势、增大了开路电压,但CIGS/CdS异质结界面处势垒下降,载流子复合率上升,导致短路电流密度下降。优化CIGS薄膜太阳能电池参数后,利用SCAPS模拟得到其转换效率达到了27.67%。

电沉积制备铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池吸收层的研究现状

概述了近几年水溶液体系中直流和脉冲电沉积法制备铜铟镓硒(cIGs)薄膜太阳能电池吸收层的研究情况,介绍了几种非水溶剂电沉积CIGS体系,展望了电沉积法制备CIGS薄膜的未来发展。

CIGS薄膜太阳电池柔性化

铜铟镓硒(copper indium gallium di Selenide,CIGS)被公认为最佳的薄膜太阳电池材料之一,CIGS薄膜太阳电池是一种高效的薄膜太阳电池。分析了柔性CIGS薄膜太阳电池的结构、衬底材料的选择、扩散垒的作用、吸收层和缓冲层的制备和特性,介绍了不锈钢箔、铝箔聚酰亚胺等柔性衬底CIGS薄膜太阳电池的研发情况,最后展望了柔性CIGS薄膜太阳电池的应用前景。

玻璃衬底上RF磁控溅射CIGS薄膜的研究

采用射频磁控溅射的工艺,在玻璃衬底上制备得到了铜铟镓硒(CIGS)薄膜。讨论了衬底温度、溅射气压、退火与否对CIGS薄膜与衬底结合力、显微形貌、晶化程度及电阻率的影响。通过能谱(EDS)测试证明了溅射的CIGS薄膜Ga组分比符合高效吸收层的要求,通过X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)测试,证明了衬底加热溅射、溅射后450℃空气退火可以有效提高CIGS薄膜与衬底的结合并提高晶化程度。通过四探针法电阻率测试证明了低气压条件下溅射、溅射后退火可以有效降低CIGS的电阻率,通过透射光谱分析证明了CIGS薄膜对可见光有高吸收效率,适合作为太阳电池的高效吸收层。

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的碱金属掺杂工程

铜铟镓硒(CIGS)太阳电池不仅具有高吸收系数和高光电能量转换效率,而且表现出良好的稳定性和低廉的生产成本,依然是目前普遍关注的发展对象.自20世纪90年代,研究人员发现碱金属掺杂可以明显提升CIGS电池的性能,并在碱金属掺杂研究方面取得一系列突破性进展.结合本课题组的研究进展,主要介绍了其中针对碱金属掺杂引发的一些主要技术突破.同时简单介绍了碱金属掺杂的3种方法:前掺法、中掺法和后掺法,其中使用后掺法制备出的CIGS电池能够获得较高的能量转换效率.碱金属掺杂的作用机制,主要是调节CIGS吸收层的带隙和钝化薄膜中的缺陷,提高薄膜中的空穴密度,抑制吸收层内部和界面的载流子复合,最终提升太阳电池的开路电压和填充因子.同时,碱金属会影响吸收层的元素分布和微观形貌,这一方面对太阳能电池性能的影响仍存在争议.

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池发展现状及展望

文章介绍了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的产业链结构和生产技术、工艺流程、生产设备、检测设备、主要原材料及其产供销等发展现状,并对其发展前景进行展望。

钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池的发展及展望

综述近年来钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池的发展现状,介绍钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池技术在效率和可靠性方面的优势。从工艺优化、结构协同设计和性能优化等方面对钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池进行总结,着重讨论叠层结构的每个子单元太阳电池复杂的协同效应。

不同倾角铜铟镓硒光伏组件燃烧行为的试验研究

为加强对于光伏组件火灾危险性的控制,进一步推动光伏建筑一体化技术的广泛应用,选择不同倾角布置的铜铟镓硒光伏组件为研究对象,改变倾斜角度,通过对引燃时间、火蔓延速度和质量损失速率等参数的测试和分析,研究铜铟镓硒光伏组件的燃烧行为及传热机制。结果表明,倾角的增大加剧了光伏组件火灾蔓延的危险性。光伏组件迎火面的引燃时间随倾角增大呈先减小后增大的变化趋势,倾角从0°增加到45°,引燃时间减少16.39%;倾角从45°增加到90°,引燃时间增加76.47%。背火面向上火蔓延速度随倾角增大而增大,倾角为90°时最大,为18.08 mm/s,横向火蔓延速度受倾角影响较小,均为1 mm/s左右;当光伏组件倾角增加,燃烧产生的熔融滴落物形成池火是造成光伏组件火灾危险性加剧的重要原因。

电沉积CIGS太阳能电池吸收层的研究现状、问题及发展趋势

介绍了包括多步法、顺序沉积法以及一步法在内的几种用于制备太阳能电池的CuIn1 x Gax Se2(CIGS)吸收薄膜的电化学沉积技术,特别是基于水溶液体系、有机溶液体系下电化学沉积的研究进展,较为详尽地介绍了离子液体体系下电沉积CIGS前驱体膜的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池背电极的制备及研究

在CIGS薄膜太阳能电池背电极材料的选择过程中,多种金属材料Mo,Pt,Au,Al,Ti,Ni,Cu和Ag等被尝试.由于金属Mo在空气中稳定性好,溅射过程中不易氧化,价格便宜,不易与吸收层形成合金,热膨胀系数高,能与玻璃基片很好地结合等优势,成为最适合用作背电极的材料.因此,采用磁控溅射法制备了Mo背电极,并进行了讨论.

铜铟镓硒薄膜太阳电池研究进展和挑战

铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se_(2),CIGS)太阳电池产业化受到全世界广泛关注。作为高转换效率薄膜电池,其效率可与晶硅电池相比,目前最高效率达到23.35%。对于小面积实验室电池而言,研究重点是精确控制吸收层的化学计量比和效率;对于工业化生产而言,除化学计量比和效率外,成本、重现性、产出和工艺兼容性在商业化生产中至关重要。重点介绍了不同制备工艺、吸收层组分梯度调控、碱金属后沉积处理、宽带隙无镉缓冲层、透明导电层和柔性衬底等研究进展。从CIGS电池的效率来看,将实验室创纪录的高效电池技术转移到平均工业生产水平带来显而易见的挑战。

薄膜太阳能电池的进展和展望

薄膜太阳能电池因具有价格低、弱光性好、大面积自动化生产、柔性便携等优点,表现出极大的发展意义和良好的市场前景。目前光伏市场上薄膜太阳能电池主要分为硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池三大类。本文介绍了三种薄膜太阳能电池的发展现状,指出了它们的优点和存在的主要问题,分析了学术界和产业界针对这些问题的解决方案,展望了其发展前景。

基于装配式的CIGS光伏建筑幕墙细部研究

通过调研和分析铜铟镓硒(CIGS)光伏组件材料本身特点、板块大小、建筑幕墙玻璃配置等,解决CIGS光伏组件在与建筑结合时遇到的建筑幕墙玻璃材料和配置、CIGS光伏组件与幕墙龙骨连接、组件背面散热以及光伏组件接线盒隐藏等问题,实现CIGS光伏组件作为光伏幕墙材料与建筑一体化有机结合。

通风型光伏/光热建筑一体化系统的实验研究

以铜铟镓硒光伏组件为光电单元,通过构建对比实验组研究通风流速和气候条件对通风型光伏/光热建筑一体化系统的光热和光电性能的影响.结果表明,系统得热功率和发电功率均与辐照强度呈正相关,受环境温度影响,变化规律并非完全一致.当通风流速为2.2 m/s时,太阳能综合利用率达到65.4%,提出平均得热效率和相对发电量用于表征系统的光热及光电性能,获得与通风流速的定量关系;当通风流速由0.4 m/s增大到2.2 m/s时,系统平均得热效率提高了130.0%,发电效率仅增加4.0%左右.在考虑阻力耗能的情况下,通风流速是系统高效运行的关键,通过不同地域的重复实验,验证了定量关系的普适性.

铜铟镓硒及硅基异质结光伏系统设计分析与讨论

本文基于北京某项目光伏建筑一体化(BIPV)及附加式光伏发电系统(BAPV)相结合的光伏系统设计,对比了CIGS薄膜电池与SHJ电池在系统设计上的区别:CIGS薄膜电池在并网处需要负极接地并增加隔离变压器,而SHJ电池不需要。同时也对该项目设置的光伏系统发电量进行预估。

铜铟镓硒粉体的溶剂热法合成及表征

采用溶剂热法制备了铜铟镓硒(CuInxGa1-xSe2,CIGS)粉体。对合成的粉体采用X射线衍射进行物相分析,结果表明反应温度为230℃时可以得到单相CIGS粉体。对所制备的样品采用扫描电镜和电感耦合等离子体发射光谱仪等方法进行了表征,结果表明,反应温度对粒子大小的影响不大。反应时间对产物的形貌有较大的影响,230℃制备的CIGS为100～500 nm的片状结构晶体,片状晶体组成为Cu In0.38 Ga0.71Se1.82。

铜铟镓硒基薄膜太阳电池的研究进展

铜铟镓硒(CIGS)基太阳电池是一种具有高转换效率的薄膜太阳电池,实验室制备的CIGS电池转换效率已达22.9%,接近于晶硅类电池最高的转换效率。同时CIGS电池还具有吸收系数高,制造成本较低,并且应用非常广泛等优点。然而,在商业化的大规模生产中,CIGS太阳电池不论在效率还是稳定性上仍与晶硅电池存在差距。进一步提升CIGS电池效率,优化电池性能,扩大电池产业化规模是CIGS太阳电池今后发展的必经之路。当前CIGS太阳电池的发展取得的重大成就,主要原因在于人们对CIGS材料与器件原理的进一步认识。本文综合介绍了CIGS太阳电池作为当前热点的潜力和优势,回顾了近期关于CIGS的研究进展,主要包括电池的缓冲层、吸收层和窗口层的改进,及层界面之间的处理手段,这些技术的发展提高了CIGS电池的转换效率,推动了其产业化进程,同时在电池未来发展方面阐述了相关问题,并对解决方案进行了展望。

中国光伏建筑一体化行业概况与发展前景

针对我国光伏发电应用市场近年快速增长的现状,指出光伏建筑一体化已经成为光伏发电应用市场的重要方向之一,对我国光伏建筑一体化的应用形式、国家相关的政策法规及行业发展前景进行梳理,指出光伏建筑一体化发展前景十分广阔,具有巨大的市场潜力。