氢化非晶硅基三结叠层太阳电池性能模拟

发展了一种叠层太阳电池准实验模型,根据各组分电池性能来预计非晶硅基三结叠层太阳电池的转化效率.对于如何获得组分电池短路电流的匹配,以及由此叠层电池可达到的最高效率问题,这种模型提供了一种实际可行的预计方法.

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。

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。

三结砷化镓叠层太阳电池的光学匹配设计与分析

电流匹配是两端式多结叠层太阳电池设计中的关键和难点;同时,合理的吸收光谱分布将有利于电流匹配的获得。文章采用TFC光学薄膜仿真软件,模拟与分析了三结砷化镓太阳电池的多层减反射膜、顶电池窗口层和顶电池等功能层的吸收谱、反射谱和透射谱,以及对太阳电池吸收光谱的影响,结合太阳电池性能分析,得出了几何结构优化设计,可确保较好的电流匹配。

三结砷化镓叠层太阳电池中的宽带隙隧穿结研究

隧穿结是影响三结砷化镓叠层太阳电池性能的关键因素。从隧穿结导致三结电池性能曲线异常的问题出发,数学模拟了GaInP2微结构有序性对宽带隙AlGaAs/GaInP2隧穿结的影响。由此设计了合理的隧穿结,使三结砷化镓叠层太阳电池的性能得到改善。

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。

隧穿结对具有中间层的非晶硅/微晶硅叠层电池的影响

为了改善非晶硅/微晶硅叠层电池的载流子输运效果,将隧穿结引入到具有中间层结构的叠层电池中,研究了隧穿结的结构、掺杂浓度、厚度等条件对叠层电池性能的影响。实验结果表明,叠层电池中引入隧穿结构成"隧穿结-中间层"结构,可以进一步改善电池性能,经过结构和参数优化的隧穿结可以提高子电池的电流密度匹配度,提升叠层电池转换效率。加入"隧穿结-中间层"结构的叠层电池具有较高的转换效率和光照稳定性,并且得到了初始转换效率12.2%,光照衰退率9%的叠层电池。

外量子效率测试在GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池接收器性能评估中的应用

利用太阳电池量子效率测试系统对GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池接收器进行检测和分析,从而修补了系统缺陷,对外量子效率测试中发现的问题进行了初步探索和解决。借助GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池的等效电路模型,根据三结结构中各个子电池的短路电流值、调整偏置光和偏置电压,改进了测试中的偏置滤光片问题,提出了该太阳电池接收器的性能评估方法和判断依据。

宽光谱高效硅基薄膜太阳电池的基础研究报告

介绍高绒度MOCVD-ZnO:B透明导电薄膜用作非晶硅太阳电池前电极、非晶硅太阳电池BZO/p-a-SiC:H接触特性改善、非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响以及非晶硅锗电池性能的调控等方面的研究内容及结果。首先我们将自行研制的具有优异陷光效果的掺硼氧化锌BZO用作p-i-n型非晶硅太阳电池的前电极,并且将传统商业用U型掺氟二氧化锡FTO作为对比电极。结果表明相对FTO电池,尽管BZO电池的电流优势明显,但当本征层厚度较薄时其Voc和FF却较差。原因是相对于表面较为平滑的FTO,BZO表面呈大类金字塔的绒面结构会在本征层生长过程中触发阴影效应,形成大量的高缺陷材料区和漏电沟道,进而恶化电池的Voc和FF。在不修饰BZO表面形貌的情况下,通过调节非晶硅本征层的沉积温度来消弱BZO高绒度表面引起的这种不利影响,改善后的电池Voc和FF均有提升。在仅有Al背电极的情况下,当本征层厚度为200 nm时,BZO前电极非晶硅太阳电池效率达7.34%。其次,我们采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-aSiC)之间的非欧姆接触特性。通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H_2/SiH_4、硼掺杂比B_2H_6/SiH_4)获得了较薄厚度下(20 nm)暗电导率高达4.2 S/cm的p型微晶硅材料。在本征层厚度约为150 nm,仅采用Al背反射电极的情况下,获得了效率6.37%的非晶硅顶电池,开路电压Voc和填充因子FF均较无插入层的电池有大幅提升。第三,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,进行了非晶硅锗薄膜太阳电池的研究。针对非晶硅锗薄膜材料的本身特性,通过调控硅锗合金中硅锗的比例,实现了对硅锗薄膜太阳电池中开路电压和短路电流密度的分别控制。借助于本征层硅锗材料帯隙梯度的设计,获得了可有效用于多结叠层电池中的非晶硅锗电池。最后,介绍了针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在P/I界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度,改善内建电场分布从而提高了电池的收集效率。进一步引入I/N界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%。总之,通过以上优化措施,最后获得了效率为14.06%的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结叠层太阳电池。

提高非晶硅/微晶硅叠层太阳电池光稳定性的研究

如何提高硅基薄膜太阳电池的光稳定性是硅基薄膜太阳电池研究和产业化过程中非常重要的问题.为了提高非晶硅/微晶硅叠层电池的光稳定性,本文首先给出了良好光稳定性非晶硅项电池的结果,然后重点研究了N/P隧穿结和微晶硅底电池本征层硅烷浓度梯度对叠层电池光稳定性的影响.经过初步优化,连续光照1000 h后非晶硅/微晶硅叠层电池的最小光致衰退率只有7%.

柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池

报道了对柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究结果。首先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微晶硅太阳电池,发现合适的硅烷浓度和引入Ag/ZnO背反射镜可提高微晶硅太阳电池的性能,使之作为叠层太阳电池的底电池。然后将不同厚度的硅基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最佳值。获得了光电转换效率为11.26%(AM1.5,1000W/m2)的不锈钢柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池。并进行了大面积化工作,在不锈钢衬底和聚酰亚胺衬底上分别获得了光电转换效率为5.89%(25cm2,AM0,1353W/m2)和5.82%(4cm2,AM0,1353W/m2)的叠层太阳电池。

大面积高效率高稳定非晶硅太阳电池的研究

根据电流连续性原则和光伏材料选择原则，对叠层电池的电流匹配进行了研究。结果表明，电流匹配是影响叠层电池短路电流和转换效率的重要因素之一，电流匹配可以通过调整单元电池厚度来实现。在此基础上，获得了面积为４００ｃｍ２，转移效率分别为８．２８％、７．５２％和６．７４％的ａ－Ｓｉ／ａ－Ｓｉ、ａ－Ｓｉ／ａ－ＳｉＧｅ和ａ－Ｓｉ／ａ－Ｓｉ／ａ－ＳｉＧｅ高效率叠层电池。

光能转换与器件

TM914.41 2002064366a-Si 太阳电池陷光结构的新模型及其优化=Newmodel for light trapping scheme of a-Si solar celland optimization[刊,中]/麦耀华,李洪波,薛俊明,任慧志,张德坤,王宗畔,耿新华(南开大学电子所.天津(300071)),杨恢东(五邑大学薄膜与纳米材料研究所.广东,江门(529020))∥光电子·激光.—2001,12(12).—