一维衍射光栅和一维光子晶体组成的硅薄膜太阳能电池背反射器

设计了一种由一维衍射光栅和一维光子晶体组成的用于薄膜硅太阳能电池的背反射器,采用勒让德多项式展开法对一维光子晶体和三角形光栅结构进行了参数优化,并对400～1 200 nm入射电磁波的反射率进行了模拟计算。结果表明:在高反射率的一维光子晶体作用下,利用衍射光栅可以得到大倾角的反射光,有效地延长光子在电池吸收体的传播路径,使其得到充分吸收。衍射光栅加光子晶体结构的背反射器可以大幅提高电池的捕光能力,提高太阳能电池的转化效率。

微晶硅薄膜太阳电池中孵化层研究

对甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备的微晶硅薄膜太阳电池进行了研究.喇曼测试结果显示:微晶硅薄膜太阳电池在p/i界面存在着一定的非晶孵化层.孵化层的厚度随硅烷浓度的增加或辉光功率的降低而增大.可以通过适当的硅烷浓度或适当的辉光功率来降低孵化层的厚度.

晶体硅薄膜电池制备技术及研究现状

晶体硅薄膜太阳电池近些年来得到广泛的研究和初步的商业化探索。根据所采用的晶体硅薄膜沉积工艺中温度范围的不同 ,晶体硅薄膜电池研究可分为高温路线和低温路线两个不同发展方向。本文分别从这两个方向综述了目前国外晶体硅薄膜电池制备技术的最新进展 ,最新实验室研究结果。报导了晶体硅薄膜电池商业化进展状况 。

硅基薄膜多结太阳能电池的结构、制备技术及其效率优化的研究

综述了硅基薄膜多结太阳能电池的制备技术及进展,介绍了电池中间层、隧穿结、高倍聚光以及直接键合等硅基多结太阳能电池的各种新型制备技术。其次,评述了硅基多结太阳能电池在结构方面的研究现状。最后,针对带隙匹配、本征层以及减反膜等方面优化硅基多结太阳能电池效率的研究做了展望。

超薄高速率单结微晶硅薄膜电池及其叠层电池

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,基于优化表面形貌及光电特性的溅射后腐蚀ZnO:Al衬底,将通过调控工艺参数获得的器件质量级高速微晶硅(μc-Si:H)材料(沉积速率达10.57?/s)应用到微晶硅单结电池中,获得了初始效率达7.49%的高速率超薄微晶硅单结太阳电池(本征层厚度为1.1μm).并提出插入n型微晶硅和p型微晶硅的隧穿复合结,实现了非晶硅顶电池和微晶硅底电池之间的低损电连接,由此获得了初始效率高达12.03%(Voc=1.48 eV,Jsc=11.67 m A/cm2,FF=69.59%)的非晶硅/微晶硅超薄双结叠层电池(总厚度为1.48μm),为实现低成本生产太阳电池奠定了基础.

快速汽相沉积法制备硅薄膜太阳电池

对在重掺杂抛光单晶硅衬底上用ＲＴＣＶＤ法形成硅薄膜太阳电池进行了研究。衬底为〈１００〉晶向ｐ＋ ＋ 型重掺硅片，电阻率为５×１０－ ３Ωｃｍ 。主要工艺过程为：在衬底上生长一层硅薄膜同时掺硼，膜厚３８μｍ ，扩磷制备ｐ－ｎ 结，背面蒸Ａｌ及Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ 制背电极，正表面在扩散后生长一层ＳｉＯ２ ，前面用光刻剥离法制备Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ 电极，制成的１ｃｍ ２ 太阳电池，开路电压ＶＯＣ＝ ６１２．８ｍ Ｖ，短路电流ＩＳＣ＝ ２９．３ｍ Ａ，填充因子ＦＦ＝ ０．７５７９，效率η＝ １３．６１。对一些影响电池特性的因素进行了研究，发现硅薄膜的掺杂浓度、发射层的掺杂浓度以及减反射层都对太阳电池的特性有较大影响。

1nm/s高速率微晶硅薄膜的制备及其在太阳能电池中的应用

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,在相对较高气压和较高功率条件下,制备了不同硅烷浓度的微晶硅材料.材料沉积速率随硅烷浓度的增加而增大,通过对材料的电学特性和结构特性的分析得知:获得了沉积速率超过1nm/s高速率器件质量级微晶硅薄膜,并且也初步获得了效率达6.3%的高沉积速率微晶硅太阳电池.

低温沉积硅薄膜电池及其在塑料衬底上的应用

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,保持衬底温度在125℃沉积硅薄膜材料及电池,研究了硅烷浓度、辉光功率等沉积参数对材料和电池性能的影响。在125℃的低温条件下,通过优化沉积工艺,在玻璃衬底和PET塑料衬底上分别制备出效率达到6.8%和3.9%的单结非晶硅电池。在PET衬底上,将低温沉积非晶硅电池的技术应用于的叠层电池的顶电池,制备出效率为4.6%的非晶/微晶硅叠层电池。

硅薄膜太阳电池抗反射微纳结构研究

在硅薄膜太阳电池中,灵活的光学设计可以实现表层的零反射损耗,增大吸收层中光的透射率,从而提高薄膜太阳电池的光收集能力。在薄膜太阳电池吸收层表面设计了矩形介质光栅。利用严格耦合波理论和模态传输理论研究了光栅结构参数对反射率的影响。考虑到AM1.5 G太阳能光谱和a-Si的吸收光谱,光栅参数进一步优化。由于微加工的误差,使得矩形光栅变成梯形光栅,必然会影响硅薄膜太阳电池表面反射率。研究结果表明,长周期光栅同样可以实现低反射率,在工艺上也容易实现。采用梯形光栅可进一步降低表面反射率,并且在太阳光入射角为-40°^+40°的范围内保持在6%以下。

优化沉积参数对微晶硅薄膜太阳电池性能的影响

本文主要采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了不同硅烷浓度、辉光功率和反应气体流量的单结微晶硅薄膜太阳电池。电池的I-V测试结果表明:电池的开路电压随功率的降低、硅烷浓度和气体流量的增加而增加,而对应的短路电流密度在一定的硅烷浓度条件下达到最大,填充因子也在逐渐的增加。文中对具体内容进行了详细的分析。

溅射法低温生长纳米硅薄膜及异质结电池

用射频溅射法在P型硅衬底上生长了纳米硅薄膜,衬底温度控制在100℃左右,工作气体选用H2+Ar,氢气的分压控制在31%到73%,同时改变薄膜的沉积时间。用Raman、XRD、AFM、SEM及椭偏仪对薄膜的特性进行了测定。XRD的测试结果表明,样品中存在一种微结构,不同于用PECVD方法生长的薄膜。椭偏仪的测试结果给出这种薄膜具有宽带隙。在室温条件下对异质结薄膜电池的I-V特性进行了测量。

微晶硅锗薄膜作为近红外光吸收层在硅基薄膜太阳电池中的应用

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,制备了具有一定晶化率不同Ge含量的氢化微晶硅锗(μcSi1-xGex:H)薄膜.通过Ⅹ射线荧光谱、拉曼光谱、X射线衍射谱、傅里叶红外谱、吸收系数谱和电导率的测试,表征了μc-Si_(1-x)Ge_x:H的材料微结构随Ge含量的演变.研究表明:提高Ge含量可以增强μc-Si_(1-x)Ge_x:H薄膜的吸收系数.将其应用到硅基薄膜太阳电池的本征层中可以有效提高电池的短路电流密度(J_(sc)).特别是在电池厚度较薄或陷光不充分的情况下,长波响应的提高会更为显著.应用ZnO衬底后,在Ge含量分别为9%和27%时,μc-Si_(1-x)Ge_x:H太阳电池的转换效率均超过了7%.最后,将μc-Si_(1-x)Ge_x:H太阳电池应用在双结叠层太阳电池的底电池中,发现μc-Si_(0.73)Ge_(0.27):H底电池在厚度为800 nm时即可得到比1700 nm厚微晶硅(μc-Si:H)底电池更高的长波响应.以上结果体现μc-Si_(1-x)Ge_x:H太阳电池作为高效近红外光吸收层,在硅基薄膜太阳电池中应用的前景.

玻璃基片硅薄膜太阳电池的制备与研究现状

硅薄膜太阳电池已成为太阳电池研究的一个热点。主要阐述了玻璃基片硅薄膜太阳电池的制备方法以及研究进展,提出了影响发展的几种因素以及在以后的研究中需重点解决的问题。

硅基薄膜太阳电池研究进展

硅基薄膜电池主要包括氢化非晶硅电池、氢化微晶硅电池、多晶硅薄膜电池以及硅薄膜叠层电池。本文归纳了硅基薄膜材料和器件的微观结构、光学和电学特性,讨论了硅基薄膜电池性能的优化设计,并介绍了近期的研究进展情况,比如,氢化非晶硅抗反射涂层、晶粒为几个纳米的微晶硅材料、中间插入反射层的新型叠层电池结构以及具有高稳定性的多晶硅薄膜电池CSG。

余弦光栅硅薄膜太阳能电池光吸收分析

设计了一维双层余弦共形光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法模拟计算了双层余弦共形光栅结构和对照组结构的吸收光谱;利用归一化光吸收密度的概念,定量分析了300~700nm和700~1 100nm两个波段的光吸收效率.结果表明双层共形光栅结构具有更好的全波段吸收效率,且在长波段余弦光栅比矩形光栅具有更好的光捕获和吸收作用.利用光吸收增强谱和电磁场强度分布图,分析了余弦光栅在长波段的吸收增强机理.通过计算短路电流密度,发现双层余弦共形光栅结构比平板结构太阳能电池的短路电流密度提高了79.5%,余弦光栅结构比矩形光栅结构的短路电流密度提高了8.5%.

晶体硅薄膜太阳电池的衬底材料——颗粒硅带(SSP)的制备

晶体硅薄膜太阳电池 (CSiTF CrystallineSiliconThinFilmSolarCells)由于具有降低制造成本的空间 ,成为目前研究工作的一个热点。我们将注意力集中在低成本、可连续化的硅衬底制备上 ,即颗粒硅带 (SSP SiliconSheetfromPowder)制备技术。可以使用不同纯度、粒度的硅粉 ,经过光聚焦加热熔化 ,最后得到不同长度、宽度和厚度的颗粒硅带衬底材料。介绍了晶硅薄膜太阳能电池衬底材料的现状 。

硅基薄膜太阳电池光学设计的模拟研究

主要利用ASA(Advanced Semiconductor Analysis)光学模拟软件对硅基薄膜太阳电池光学行为进行了模拟研究,利用玻璃衬底引入有绒界面,减薄TCO厚度,玻璃表面和TCO/P界面增加抗反射层等光学优化方法对硅基薄膜太阳电池光学行为进行优化,以进一步提高硅基薄膜太阳电池的转换效率。

硅基薄膜太阳电池技术的发展

本文综述了硅基薄膜太阳电池技术的发展历程。在分析光伏产品现状基础上指出硅基薄膜太阳电池当前面临的挑战主要是稳定效率较低,面临大幅降价的晶硅电池,其发电成本不具备优势,导致其市场份额不高。详细分析了影响硅基薄膜太阳电池效率的原因,阐述了提高硅基薄膜太阳电池稳定效率的主要技术途径是:发展新型高吸收系数宽带隙和窄带隙光伏材料、采用多结叠层电池结构和光管理设计。

中国建设低成本光伏电站发展趋势看好——超白太阳能玻璃、硅基薄膜电池为建造低成本光伏电站提供了基础

从技术、成本、设备和原材料配套等几个方面详细介绍了硅基薄膜电池低耗能、低成本、零污染、年发电量高等优势，是最具价格竞争力的光伏电站组件。

薄膜及晶硅电池组件功率推算研究

针对薄膜及晶硅光伏组件功率推算误差较大的缺陷,介绍了一种精确度相对较高的组件功率推算算法,并对其进行实验对比及研究分析。通过实验结果的对比与分析,用实际数据论证了该算法的优势。该方法的提出不仅提高了薄膜及晶硅电池组件功率推算的准确度,而且大幅降低了组件实时功率推算的难度,对进行光伏系统现场的推算实时可靠的评估提供了更可行的方案,具有重要的指导意义。