隧穿氧化物钝化接触太阳能电池的研究进展

随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能电池作为一种高效、清洁的能源转换方式,受到了广泛关注。隧穿氧化物钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact, TOPCon)太阳能电池作为一种新型的太阳能电池技术,以其高效率、低成本和易于大规模生产的优势,成为了当前研究的热点。该技术通过在电池背面引入一层超薄隧穿氧化层和一层多晶硅层,有效降低了界面复合损失,提高了电池的开路电压和填充因子,从而提升了电池的光电转换效率。本文首先介绍TOPCon太阳能电池的研究背景,然后对其工作原理进行详细的理论分析,之后介绍了TOPCon太阳能电池的关键结构及其制备技术,并讨论了TOPCon太阳能电池的研究现状与关键问题,最后进行了总结和展望,为TOPCon太阳能电池的未来研究提供参考和借鉴。

有机无机杂化太阳能电池的研究进展

概括介绍了有机无机杂化太阳能电池的结构、原理及制备方法,从无机材料的具体形态和有机材料种类的选择入手阐述其对电池整体转化效率的影响,探索了其他方法完善杂化电池性能的研究进展,指出了改进有机无机杂化太阳能电池性能的相关途径。

电沉积ZnO纳米棒阵列及共形结构杂化太阳能电池

采用电沉积法制备出ZnO致密纳米颗粒膜和不同尺寸的纳米棒阵列。通过在ZnO上旋涂P型聚合物聚3-己基噻酚（P3HT）与n型富勒烯衍生物[6，6]-苯基-C61丁酸甲酯（PCBM）的混合物，并蒸镀金属Ag，制备出不同结构的杂化太阳能电池。通过扫描电镜、X射线衍射、光致发光和模拟太阳光光电性能测试，对ZnO的生长条件、晶体形貌及缺陷与太阳能电池性能之间的关系进行了系统研究。结果表明,ZnO的形貌和晶体缺陷的分布对杂化太阳能电池有重要影响．避免共混聚合物与ZnO缺陷聚集区的直接接触可有效消除电流泄漏。在电池结构方面．与ZnO纳米阵列块状结构杂化太阳能电池相比，共形结构的杂化太阳能电池可有效缩短空穴到金属电极的传输距离．增大聚合物与金属电极的接触面积．光电转换效率可提升64％-101％。

有机无机杂化太阳能电池研究进展

简要介绍了有机无机杂化太阳能电池的结构及原理,以及激子的产生、分离及电荷的传输过程,综述了基于Cd基化合物纳米晶的杂化电池、Pb基化合物纳米晶的杂化电池以及其它半导体纳米晶的杂化电池的研究进展,并指出它们的优缺点和改进有机无机杂化电池性能的研究方向。

磁控溅射TiO_2纳米管阵列与其组装的杂化太阳能电池

采用直流磁控溅射-热处理二步法在多孔阳极氧化铝模板上制备出TiO2纳米管阵列膜。将纳米管阵列膜转移到ITO导电玻璃,并分别与P3HT和P3HT∶PCBM组装成杂化太阳能电池。通过扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪和模拟太阳光光电性能测试系统化对TiO2纳米管阵列膜和其组装的太阳能电池进行了分析表征。在纳米管阵列膜和ITO玻璃之间加入TiO2结合层的P3HT∶PCBM基杂化太阳能电池表现出最好的转换效率。该方法制备的大面积TiO2纳米管阵列膜,纯度高、工艺稳定,在未来的聚合物太阳能电池商业化应用中具有巨大潜力。

ZnO纳米结构/聚合物杂化太阳能电池的研究进展

在介绍电池基本理论和共混结构、取向结构不同特点的基础上,综述了近年来这两种不同结构纳米ZnO/聚合物杂化太阳能电池的最新研究进展。分析表明目前电池效率较低与光吸收效率较低、光谱吸收范围较窄、载流子迁移率不均衡、界面相容性较差等问题有关。

高活性硫化铅电极的制备及在量子点敏化太阳能电池中的应用

为了提高量子点敏化纳晶薄膜太阳能电池的光电转换效率,我们通过连续在酸和多硫溶液中处理铅片制备了对多硫电解液具有高电催化活性的硫化铅电极.通过电化学阻抗谱测试评价所制备硫化铅电极的催化活性,从而确定制备高效硫化铅电极的最佳条件.以在最佳条件下制备的硫化铅为对电极、CdSe量子点敏化TiO2纳晶薄膜为工作电极和多硫电解液组装成量子点敏化太阳能电池.光电性能测试结果表明所制备的电极具有良好的催化活性和光电转换性能.与已报导的方法相比,新方法大幅度地减少制备过程所需的时间,但却提高了所制备的硫化铅对电极的催化活性.通过X射线衍射和扫描电镜测试表征了硫化铅的生成过程,探讨了催化活性提高的原因.

Cd基化合物纳米晶-有机聚合物杂化太阳能电池研究进展

有机-无机杂化太阳能电池因其结合了有机材料和无机材料各自的优势而引起了人们的广泛关注和研究.Cd基化合物纳米晶因其具有制备方法简单、尺寸及形貌可控、载流子迁移率高和稳定性好等优点而成为最早被研究的一类无机受体.本文介绍了有机-无机杂化太阳能电池的结构及原理,分析了影响有机-无机杂化太阳能电池效率的三个主要因素,分别是开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)和填充因子(FF).从改善Cd基化合物纳米晶的合成方法,增加Cd基化合物纳米晶和有机聚合物间的界面接触,以及优化Cd基化合物纳米晶和有机聚合物所用溶剂和所占比例等方面阐述了近年来Cd基化合物纳米晶-有机聚合物杂化太阳能电池的研究进展.并展望了Cd基化合物纳米晶-有机聚合物杂化太阳能电池的发展方向.

Si/PEDOT∶PSS杂化太阳能电池的研究进展

硅有机/无机杂化太阳能电池结合了硅材料载流子迁移率高的优势,以及有机物的材料易合成、光电特性可调的特点,具有制备工艺简单、成本低以及柔性等适合未来应用发展的潜力特征。在介绍硅基杂化太阳能电池的基本结构和工作原理的基础上,从硅基材料的优化、有机导电聚合物PEDOT∶PSS改性、硅与PEDOT∶PSS界面修饰和结构优化,以及杂化太阳能电池的稳定性4个方面概况了近期的研究进展,重点针对Si/PEDOT∶PSS杂化太阳能电池结构优化及性能改进方面的最新研究热点,分析了当前硅基杂化电池发展的问题,指出了Si/PEDOT∶PSS杂化太阳能电池的发展方向。

等离子体织构化的n-Si与P3HT组成杂化太阳能电池的性能研究

在容性耦合SF6/O2等离子体织构化处理的单晶Si衬底上旋涂P3HT(poly(3-hexylthiophene))以制作杂化太阳能电池,研究不同激发频率下得到的晶硅表面纳米织构对该杂化电池性能的影响。实验结果表明:激发频率的增大促使了电池表面反射率的降低,增强了杂化电池的光电转化效率。40.68 MHz激发频率下等离子体织构处理的单晶Si制成的杂化电池光电转换效率达到1.14%。此外,空气中存放时间对电池片性能影响的研究表明40.68 MHz织构的硅/P3HT杂化电池片具有较好的电池特性和稳定性。

TiO_2分枝纳米棒阵列的制备及其在杂化太阳能电池中的应用

采用水热法制备了TiO_2纳米棒阵列及TiO_2分枝纳米棒阵列,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜观察了样品的微观结构形貌。以TiO_2纳米棒及分枝纳米棒阵列作为光阳极,组装成聚-3己基噻吩∶富勒烯衍生物/TiO_2(P3HT∶PCBM/TiO_2)杂化太阳能电池,测试了电池的光电性能。结果表明:用分枝结构纳米棒阵列制备的杂化电池效率显著高于普通TiO_2纳米棒阵列电池。由漫反射谱和电化学阻抗谱测量结果分析可知,由于分枝结构增大了TiO_2纳米棒阵列的比表面积,加快了载流子传输,减少了界面载流子复合,同时也增强了入射光散射,从而提升了杂化电池的性能。

嵌段共聚物P3HT-b-P3TEGT对P3HT/ZnO杂化太阳能电池的性能影响

采用格氏置换聚合法合成了一系列不同嵌段比的全共轭两亲性嵌段共聚物——聚(3-己基噻吩)-嵌段-聚(3-三乙二醇-噻吩)(P3HT-b-P3TEGT),并将其作为添加剂引入到聚(3-己基噻吩)(P3HT)/ZnO杂化太阳能电池的活化层中,探讨其嵌段比对P3HT/ZnO杂化体系微观形貌和性能的影响。结果表明:P3HT-b-P3TEGT的引入能够改善P3HT和ZnO的相容性,提高P3HT链段的有序堆砌和结晶性,优化P3HT/ZnO杂化薄膜微观形貌,从而有效提升器件效率和热稳定性。

基于复合量子点界面修饰的杂化太阳能电池研究

利用连续离子层吸附与反应法,在透明TiO_2纳米晶薄膜表面制备出CdSe/CdS复合量子点,并组装了基于复合量子点界面修饰的P3HT/CdSe/CdS/TiO_2杂化太阳能电池.通过XRD、SEM-EDX、紫外可见分光光度计、模拟太阳光光电性能测试系统和电化学阻抗谱等手段对量子点敏化TiO_2薄膜的形貌结构成分及电池的光电性能进行表征分析.结果表明,CdSe/CdS复合量子点作为界面修饰材料可拓展杂化电池的吸收范围和吸收强度,增大给体/受体界面复合电阻,降低载流子复合几率,从而大幅提高光电转换效率,相比纯P3HT/TiO_2杂化电池的效率提高了6倍.

表面活性剂对太阳能背钝化电池用银浆性能的影响

分别采用斯盘85、十二烷基氧化胺、油酸三乙醇胺作为银浆的表面活性剂,探讨了表面活性剂对太阳能背钝化电池(PERC)用银浆性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、流变仪、四探针测试仪、拉力测试仪和光电性能分选机分别表征了银浆的微观结构、黏度、方阻值、焊接拉力和光电效率等性能。结果表明:采用油酸三乙醇胺配制的银浆具备较优的综合性能,油酸三乙醇胺通过双电层互斥作用和空间位阻效应分散银粉,提高了银浆分散性和致密性,使得银浆的方阻值小(11mΩ)、焊接拉力大(5.88N)、光电效率高(22.24%)。

STR太阳能污泥干化处理系统——采用各种辅助热源的运转经验

介绍了STR太阳能污泥干化处理系统的主要组成部件以及采取辅助能源的工程运转实例。

德国太阳能污泥干化处理系统

详细介绍了德国太阳能干化的技术基础,通过对比桥式污泥翻滚和点式污泥翻滚装置的不同,分析了这两种翻泥装置的操作方式和用途。同时,提供了太阳能污泥干化处理系统的一些操作经验和外热利用。

四苯硼钠添加剂对背钝化太阳能电池铝电极性能的影响

采用不同含量的四苯硼钠(C24H20BNa)添加剂制备背钝化太阳能电池(PERC)用铝浆,将铝浆丝网印刷于背钝化太阳能电池硅片上,经过烧结后测试电性能。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对局部背表面区域(LBSF)进行微观形貌观察。结果表明,在四苯硼钠用量为0.5%(wt,质量分数)条件下,背钝化太阳能电池片的开路电压为656mV,填充因子为79%,电阻值为81Ω,光电平均转化率最高达到20.3%。

改良型太阳能污泥干化装置

介绍了德国HUB ER公司开发的SRT太阳光干化系统及其改装的处理方案。

硼添加剂对背钝化太阳能电池的性能影响及机理研究

以3种含硼化合物作为添加剂,对背钝化(PERC)太阳能电池铝浆进行了系统地性能研究。其中,Na_2B_4O_7·10H_2O的添加质量分数为1.0%时,填充因子最大可达到78.5%,太阳能电池光电转换效率可达到20.2%。通过SEM和EDS对PERC电池片的横截面进行微观形貌表征和元素分析,发现硼添加剂对于PERC电池的局部背表面层(LBSF)的厚度产生一定的影响,从而会进一步影响背钝化太阳能电池的电性能;另外,EDS结果表明靠近LBSF层及界面铝浆中的硅含量都有增加。因此可以推断,局部背表面层厚度的增加与硼添加剂可以增加铝硅在烧结时的互扩散有关。

太阳能污泥干化装置的外围设备

详细介绍了太阳能干化装置在设计过程中必须注意的一些重要事项。