通过导纳谱表征铜铟镓硒电池中的缺陷

本文通过导纳谱技术表征铜铟镓硒(CIGSe)太阳电池吸收层中缺陷的能量分布,研究了CIGSe太阳电池退火后效率提高的机理.研究发现退火后CIGSe电池的暗电流减小了大约1个数量级,电池的理想因子也从退火前的2.16减小到退火后的1.85.在反向偏压下,退火前CIGSe太阳电池的电容高于退火后的.通过对电池的C-V特性进行1/C^(2)-V线性拟合获得退火前CIGSe电池吸收层中的自由载流子浓度高于退火后,此外还获得了CIGSe电池退火前后的内建电压分别为0.52 V和0.64 V.通过导纳谱的测试发现退火后吸收层中缺陷的激活能降低,但是缺陷浓度几乎不变.缺陷激活能的降低意味着铜铟镓硒太阳能电池中缺陷的SRH(Shockley-read-hall)复合概率降低,因此退火后太阳能电池的开路电压和并联电阻的增大提高了电池的性能.

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。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的发展现状以及应用前景

首先介绍了铜铟镓硒薄膜太阳能电池结构、性能特点以及目前在研究和生产过程中电池的制备方法和工艺;着重阐述了工业发达国家以及相应大公司在铜铟镓硒薄膜太阳能电池方面最新进展以及发展趋势,特别介绍了一些太阳能电池的实验室样品和组件的最高光电转化效率。也对国内在此方面的研究做了简要介绍。文中最后探讨了我国发展铜铟镓硒太阳能电池的可行性和产业化前景。

原子层沉积氧化锌应用于铜铟镓硒太阳能电池缓冲层的研究

用原子层沉积法在钠钙玻璃上沉积氧化锌薄膜,利用场发射扫描电镜和X射线衍射(XRD)等对样品表面形貌和物相进行分析,结果表明得到的ZnO纳米颗粒为六角纤锌矿结构,颗粒的尺寸在30～60nm之间;测得的ZnO薄膜厚度仅50nm,符合缓冲层要求;薄膜在可见光区域透射率达90%以上;使用原子层沉积氧化锌薄膜作铜铟镓硒太阳能电池的缓冲层,TEM显示氧化锌层完好、致密地覆盖在CIGS层上,电池的光电转换效率较高,完全可以替代有毒的CdS作缓冲层。

无镉的铜铟镓硒太阳电池关键膜层XPS及AFM分析

应用溅射后硒化法和原子层沉积法分别制备了无镉的铜铟镓硒电池关键膜层CIGS光吸收薄膜和ZnO缓冲层,着重对该两膜层进行XPS和AFM表面分析,得到比较理想的制备工艺条件,并结合其它检测方法:SEM、XRD及吸收光谱等,证明采用操作简便、成本低廉的该工艺能制备出无镉的铜铟镓硒电池。通过I-V测试结果,该电池有一定的光电转换效率。

电子和质子辐照铜铟镓硒太阳电池性能衰降理论预测

首先以经典的半导体方程为基础,同时考虑粒子辐照产生的复合中心和补偿中心的影响,建立太阳电池性能衰降理论预测方法;然后,应用该方法分别预测电子和质子辐照条件下铜铟镓硒CIGS太阳电池短路电流、开路电压和量子效率的衰降;最后,将预测结果与实验进行了对比,发现理论预测曲线和实验数据符合的很好,证实了该理论预测方法的可靠性和准确性.

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。

透明衬底铜铟镓硒太阳电池的背接触优化研究

近年来,透明衬底太阳电池凭借着双面透光、发电量潜力大的优势,应用于建筑集成光伏等众多新兴场景,引起广泛关注。其中,铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池具有高吸收系数、可柔性化等优点,被认为是透明衬底太阳电池的理想选择之一。然而,透明衬底与CIGS吸收层背界面能带不匹配及其在高温工艺中易生成GaO_(X)副产物,导致衬底与吸收层之间难以实现良好的欧姆接触。针对该问题,引入了不同厚度的薄Mo层作为FTO透明衬底与CIGS之间的中间层,研究了其对太阳电池性能的影响。研究结果表明,薄Mo层的引入促进了CIGS薄膜元素的均匀扩散,提高了薄膜的结晶质量。随着Mo层厚度增加,背界面的缺陷态密度和势垒高度逐渐降低,背界面处载流子复合减少,但透射率损失增大。40 nm厚度的Mo层在确保衬底透射率不降低的同时,能够显著提升太阳电池的性能。研究结果为进一步优化CIGS太阳电池的设计提供了有益的参考。

平流层飞艇太阳电池输出特性计算模型研究

为了对平流层飞艇能源系统进行优化设计,需要对其所用铜铟镓硒太阳电池输出特性进行准确建模。然而传统的硅太阳电池的数学模型并不能完全反映出平流层飞艇用铜铟镓硒太阳电池的输出特性且模型误差较大。故文章在硅太阳电池通用理论基础上,研究并提出了此类太阳电池输出特性的五参数计算模型,采用标准测试条件下测出的电性能参数为输入,引入影响电池输出的相应环境因素系数,计算太阳电池的光生电流、暗电流、串联电阻、并联电阻和二极管理想因子这五个参数,以此来求解任意环境条件下太阳电池的输出特性。应用此计算模型,在Matlab/Simulink平台中建立了仿真程序,并结合实际电池进行了仿真计算与实验验证。结果表明,上述计算模型求解准确可靠,解决了平流层飞艇用太阳电池输出特性计算模型建立的问题,满足了工程应用要求。

镓(Ga)的含量及分布对CIGS薄膜电池量子效率的影响

采用两步法制备CuGaxIn1-xSe2薄膜,Cu-In-Ga金属预制层采用铜镓合金靶及铟靶通过磁控溅射方法沉积而成,采用固态源硒化法在硒蒸气密闭环境中硒化,通过调整镓(Ga)比例及分布控制C IGS薄膜的带隙,采用镓元素梯度分布,使C IGS薄膜带隙呈现抛物线状分布,电池的量子效率得到明显提高,制备出的C IGS薄膜电池开路电压与转换效率都得到很大程度的改善,电池最高转换效率已达9.4%。

铜铟镓硒太阳能电池多层膜的结构分析

对于溅射后硒化和共蒸发等方法制备的铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池薄膜,利用多种分析方法研究了CIGS多层膜的复杂结构等.研究表明:卢瑟福背散射(RBS)在分析CIGS多层膜方面具有其独特优势和可靠的结果;溅射后硒化方法制备的CIGS薄膜中,Ga和In在CIGS薄膜中呈梯度分布,这种Ga表层少而内层多的不均匀分布与Mo层没有必然关系;RBS和俄歇电子能谱分析(AES)均显示CIGS太阳能电池器件多层膜界面处存在扩散,尤其是CdS与CIGS,Mo与CIGS的界面处;X射线荧光(XRF)结果表明,电池效率最高的CIGS层中In,Ga比例为In:Ga=0.7:0.3;X射线衍射(XRD)结果显示:退火后的CIGS/Mo薄膜结晶品质得到了优化.

薄膜太阳电池的研究现状与发展趋势

笔者主要对目前薄膜电池研究和产业化的主流技术进行论述,包括硅基薄膜太阳电池、碲化镉与铜铟镓硒等化合物薄膜太阳电池、以及染料敏化电池等,对每种技术分别从国内外研究现状以及产业化状况进行介绍。

薄膜太阳电池技术发展趋势浅析

低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术路线和产业化发展等情况。最后展望了薄膜太阳电池未来的发展趋势。

薄膜太阳能电池再循环的经济可行性研究——以山东省为例

以山东省为例,按照世界自然基金会(WWF)的中国8760电网模型和山东省太阳能消费需求潜力,设置2050年山东省太阳能光伏电池装机总量和空间分布的情景分析模型。在此基础上,根据铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件的物质流构成,计算实现材料再循环的成本收益,并评估3种情景下实现资源回收和再循环的经济可行性。1)规模经济情景:按照运输成本最小化假设,全省建立一家集中循环处理设施;2)市场导向情景:在人口最密集的两个大都市区(济南和青岛)附近建立集中循环处理设施;3)生产者责任延伸情景:由6家铜铟镓硒生产企业利用生产区位提供循环处理设施。结果表明,生产者责任延伸情景具有最佳的成本收益结果,由此进一步探讨生产者责任延伸制度对再生能源技术方向和基础设施发展的意义。

基于实验装置测试的铜铟镓硒光伏幕墙工况优化研究

为研究铜铟镓硒光伏幕墙的不同构造形式和冷却方式的发电性能,搭建移动实验装置,在全国7个城市开展实验测试。通过监测光伏幕墙的温度和发电量、风机耗电量、空腔内冷却流速等参数,比较不同工况下光伏幕墙的发电效率。研究表明,保温一体式光伏幕墙的发电性能优于不设内墙的光伏幕墙,且空腔内冷却风速越大发电量越高,机械通风散热系统的最经济冷却风速为1.3m/s。综合考虑机械通风散热系统的初投资和施工难度,建议工程中优先选择自然通风散热系统为光伏幕墙散热。

衬底温度对PLD法沉积CdS及ZnS薄膜材料的影响

以ITO玻璃为衬底,利用脉冲激光沉积(PLD)法在温度为50、200和400℃下制备了CdS、ZnS薄膜。测量分析了温度对CdS及ZnS薄膜的透射光谱特性、光学带隙、Raman光谱特性等的影响。结果显示,在实验温度范围内:①ZnS薄膜比CdS薄膜透射性能好,光学带隙大;②ZnS薄膜的Raman光谱复杂,Raman特征峰较弱;CdS薄膜的Raman特征峰明显;③随温度升高,CdS与ZnS相比禁带宽度增加明显、Raman特征峰增高变窄。对此现象进行了解释,为利用CdS或ZnS薄膜作为CIGS薄膜太阳电池缓冲层提供了参考。

光电建筑设计及能效分析研究

光电建筑是建筑与能源一体化发展的方向,但是目前缺少系统性的研究。论证光电建筑是分布式光伏发电与建筑节能技术发展的必然路径,并分析光电建筑的结构形式和铜铟镓硒光伏构件。通过研究国内首座铜铟镓硒光电建筑案例及其三个方位立面的发电数据,分别计算三个立面的能效指标,结果与理论计算值相近。

化学浴沉积法制备CdS多晶薄膜

利用化学浴沉积法制备适合于铜铟镓硒薄膜太阳能电池缓冲层材料的CdS多晶薄膜，研究了在不同温度和不同时间下沉积薄膜的性质．薄膜生长开始由ion．by—ion机制控制，随着时间的进行，cluster．by-cluster机制占据主导．薄膜的生长速度随着沉积温度的升高而快速增加，直到达到饱和厚度．并且饱和厚度随温度升高而相应降低．SEM表明随沉积时间增加以及温度升高，薄膜表面形貌从多孔到粗糙的不均匀转变．XRD结果显示，薄膜由立方和六方两相结构组成，控制沉积时间对薄膜的主要晶相结构很关键．所有温度下沉积的CdS薄膜厚度接近100nm，透光率都达到65％以上，温度升高，吸收边存在“红移”现象．结合薄膜的两种生长机制对带隙的变化也作了简要的分析．

镓在新能源领域的应用

镓是重要的半导体原材料,随着科技的发展,镓产品将逐步渗透到新能源等领域。本文简单介绍了发展新能源的紧迫性和新能源的发展方向,重点介绍了使用镓产品的几种新能源形式的市场前景,以及分析了当前市场镓产品的发展前景。最后,指出了氧化铝生产企业加强金属镓回收的必要性,镓产品生产企业加强提纯技术的必要性,以及及时关注市场动态、重视新产品研发的重要性。既有利于保护稀散金属资源,又能提高企业的盈利能力。