纳米非晶硅(na-Si∶H)p-i-n太阳电池

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170°C)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-S i∶H)薄膜,并将其用作p in太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-S iC∶H/i-na-S i∶H/n-nc-S i∶H/A l结构的p in太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2)。

高效背结异质结太阳电池硼掺杂非晶硅发射极研究

晶硅/非晶硅异质结(HJT)太阳电池由于具有高开压、高转换效率和低温度系数等优点而备受关注,其中硼掺杂p型非晶硅(p-a-Si∶H)发射极是高转换效率电池中不可忽视的重要部分,改变其硼掺杂浓度,可以调节p-layer薄膜的电学特性,从而直接影响电池转换效率。本文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备制备HJT太阳电池,通过改变B_(2)H_(6)的掺杂浓度,对电池中p-a-Si∶H层进行优化,使HJT电池获得0.75%的相对效率提升。进一步地,将发射极设置为梯度掺杂的双层结构,经过优化,少子寿命(@Δn=5×10^(15)cm^(-3))和隐开路电压(@1-Sun)分别提升400μs和3 mV,最终具有梯度掺杂发射极的电池其平均效率相对提升2.03%,主要表现为FF和Voc的明显增加,实现了高效HJT电池p型发射极的工艺优化。

氢化纳米非晶硅(na-Si:H)p-i-n太阳电池

文章报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170℃)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-Si:H)薄膜,并将其用作pin太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-SiC:H/i-na-Si:H/n-nc-Si:H/Al结构的pin太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2)。

柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池量子效率的研究

量子效率是太阳电池对光的吸收能力的评定标准之一。本文通过对柔性衬底倒结构n-i-p非晶硅薄膜太阳电池量子效率的测量,同时结合本征材料吸收特性,讨论了衬底温度和反应压强对太阳电池量子效率的影响。结果表明:本征非晶硅薄膜的吸收特性是影响太阳电池量子效率的主要因素,同时光生载流子在本征层和界面处的复合也会对太阳电池的量子效率有所影响。经过反应条件优化得到了转换效率为5.67%的聚酰亚胺衬底太阳电池。

非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究

以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜,获得性能优良的宽带隙p型半导体材料,再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层,最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池.利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙,并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数,再分析电池的光谱响应特性.实验表明,掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽,以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层,能够改善电池的光谱响应特征,并提高转化效率达10%以上.

高效非晶硅叠层太阳电池的优化设计

研究了高效ａ－Ｓｉ／ａ－Ｓｉ／ａ－ＳｉＧｅ三结太阳电池的优化设计。电流匹配是影响二端子叠层太阳电池填充因子的关键因素，在内电极的Ｐ／ｎ界面处附加载流子复合是由少数载流于浓度、界面态和Ｐ／ｎ界面处材料的几何因素匹配决定的。利用适当的带隙匹配和ｉ层厚度匹配来实现ａ－Ｓｉ／ａ－Ｓｉ／ａＳｉＧｅ三结太阳电池结构的最佳化，同时采用改善ｎ／ｉ界面特性的缓冲层技术；获得了Ｖｏｃ＝２．４８Ｖ、Ｊｓｃ＝６．５８ｍＡｃｍ－２、ＦＦ＝７０．４％、在ＡＭＩ光照下转换效率为１１．５％的ａ－Ｓｉ／ａ－Ｓｉ／ａ－ＳｉＧｅ三结叠层太阳电池。

柔性衬底非晶硅/非晶硅锗叠层太阳电池

首先研究沉积温度对p型材料的影响,并应用于非晶硅锗单结太阳电池,发现在140℃下沉积的p层最适合,这与非晶硅太阳电池有较大差别。其次研究3种不同结构隧穿结对叠层太阳电池性能的影响,发现p+-nc-Si/n+-a-Si隧穿结最优。在上述基础上,获得效率为11.21%的柔性聚酰亚胺衬底非晶硅/非晶硅锗叠层太阳电池。

非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能的研究

对在北京地区屋面上固定角度安装(目前光伏发电应用中最常见的安装形式)的非晶硅和多晶硅太阳电池组件进行了近二年的数据采集,纪录了北京地区温度数据和太阳电池阵列的实际发电量,分析了它们各自的特点,为用户更为关心的户外使用情况提供了参考依据;认为如果仅从温度特性考虑,是否采用非晶硅替代晶体硅电池在不同地区应有不同考虑,如果再考虑到人们普遍认为的非晶硅电池没有解决的稳定性问题,表面玻璃的非钢化、效率低等其它问题,非晶硅的使用应慎重,不应盲从。同时在使用中不论何种电池都不应忽视组件的通风问题。

非晶硅薄膜太阳电池的研究进展及发展方向

介绍了非晶硅薄膜太阳电池的最新研究进展,微纳光学结构和金属表面等离子体特性引入到非晶硅薄膜太阳电池可大大降低薄膜厚度和提高光电转换效率。叠层串联的非晶硅太阳电池及非晶硅和多晶硅、单晶硅组成的异质结结构可增加宽带太阳光谱吸收范围,提高光电转换效率,是非晶硅薄膜电池的发展方向。

电阻蒸发铝薄膜结构及其对非晶硅太阳电池性能的影响

本文首先采用电阻蒸发法制备了不同厚度的Al薄膜,并选择了两个典型厚度的Al薄膜制备工艺来制备非晶硅太阳电池的Al背电极,研究了Al背电极厚度对电池性能的影响。结果表明,Al背电极的厚度由800nm减薄到70nm时,电池的Voc平均值由0.826V增加到0.829V,电池的Jsc平均值由11.747mA/cm2减小到11.318 mA/cm2,电池的FF平均值由0.701增加到0.728,而电池效率的平均值略有增加,由6.803%增加到6.833%。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了玻璃衬底上蒸发的Al薄膜和非晶硅电池Al背电极表面形貌和微观结构的变化,分析了电池性能随Al背电极厚度变化的原因。

隧穿结对柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池特性的影响

采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法在不锈钢柔性衬底上制备了不同厚度的硅基p+/n+隧穿结,应用于非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,分析了其对太阳电池电学和光学特性的影响。发现p+层厚度增加后,电池的开路电压提高,短路电流密度减小;随着n+层厚度的变化,电池的短路电流密度和填充因子均存在一个最佳值。将优化后的p+/n+隧穿结分别应用于不锈钢衬底和聚酰亚胺衬底的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,分别获得了9.95%(AM0,1353 W/m2)和9.87%(AM0,1353 W/m2)的光电转换效率。

非晶硅薄膜太阳电池的数值优化研究

基于Sentaurus TCAD数值分析平台,采用非晶硅的DOS模型对禁带中缺陷态进行表征,建立a-Si:H薄膜太阳电池的二维数值模型。对P-I-N结构的非晶硅太阳电池的本征区、P型区、N区以及P/I界面的特性进行研究,得到参数与薄膜太阳电池性能之间的关系。通过电池物理和结构参数的优化,在界面处引入ZnO作为反射层,优化得到太阳电池填充因子为74.7%,AM1.5下光电转换效率为10.1%,表明采用TCAD数值仿真可有效用于非晶硅太阳电池本征参数和反射层的优化设计,提高电池转换效率。

非晶硅太阳电池发展现状

介绍了国际上非晶硅（ａＳｉ）太阳电池在提高转换效率和可靠性、降低生产成本、实现产业化方面的最新进展。通过对ａＳｉ材料质量及界面的不断改进、电池结构的优化，目前９００ｃｍ２迭层电池组件的稳定效率达１０２％。同时，生产成本不断下降，产业化规模不断扩大，显示了ａＳｉ电池作为可再生清洁能源的强大生命力。

非晶硅薄膜太阳电池应用分析

简要介绍了当前几种薄膜太阳电池,并分析了它们的优缺点;详细介绍了非晶硅薄膜太阳电池,分析了其光致衰退效应与影响光电性能的各种因素,总结并展望了优化非晶硅太阳电池的各种技术。

非晶硅太阳电池原理及应用

本文介绍了非晶硅太阳电池的原理、结构及电性能参数。为了便于应用。

p/i界面掺碳缓冲层沉积时间对非晶硅太阳电池性能的影响

本文研究了pin型非晶硅(a-Si)太阳电池p/i界面掺碳缓冲层(C-buffer layer)沉积时间对电池效率和稳定性的影响。研究发现,随着掺碳缓冲层沉积时间的增加,太阳电池的初始效率有所增加,当沉积时间增加到约60s时,电池的初始效率达最大值,而后随着沉积时间的继续增加,电池效率下降。而在太阳电池的稳定性方面,当缓冲层沉积时间小于50s时,随着沉积时间的增加,电池衰退率增大;大于50s后,电池的衰退率又随沉积时间的增大而减小。

高效率非晶硅叠层太阳电池的研制

深入研究了a-Si/a-Si/a-SiGe三结叠层通讯卫星电池的制备技术.为了提高叠层电池的转换效率,提出改善n/i界面特性的缓冲层技术和高光敏性a-SiGe:H(F)薄膜的高氢气稀释比、低反应气压的淀积技术.通过工艺优化,研制出了AM1(100mW/cm^2)光照下转换效率为11.5%的a-Si/a-Si/a-SiGe三结叠层太阳电池.

线列式分室连续PECVD系统制备弱光非晶硅太阳电池的研究

从非晶硅太阳电池在弱光条件下工作机理的特点出发,研究了不同工艺条件对电池特性参数的影响,介绍了自主研制的先进的线列式分室连续 PECVD 系统及工艺技术,分析了在该设备上制造出的高质量弱光非晶硅太阳电池的性能.实验结果表明,该工艺技术能够有效提高太阳电池性能质量.

非晶硅太阳电池用Ag背反镜的吸收损耗

利用频域有限差分法,分析了两种典型非晶硅电池结构的Ag背反镜的吸收损耗。研究表明:平板型非晶硅电池Ag背反镜的损耗主要是由银材料的本征吸收和非晶硅有源层导模共振效应引起,而表面等离子体共振吸收使TM模的吸收峰峰值大于TE模的吸收峰峰值;织构型的非晶硅电池内部光场分布复杂,可在光垂直入射情况下,使TE模和TM模均在有源层中出现较强的导模共振效应,且TM模还可在Ag背反镜中激励起等离子体共振效应,从而使织构型非晶硅电池Ag背反镜的吸收谱表现为多峰值特性,且其吸收峰的峰值大于平板型非晶硅电池的吸收峰峰值。

非晶硅太阳电池干涉效应的光声研究

采用光声光谱实验方法,用环形压电陶瓷作为声接收器,利用光声压电检测方法,研究了非晶硅太阳电池的吸收特性,发现干涉效应有不可忽视的影响。