基于协同钝化策略制备高性能柔性钙钛矿太阳能电池

柔性钙钛矿太阳能电池由于可弯曲、重量轻、高功质比等特点,受到广泛关注.提升柔性钙钛矿太阳能电池转换效率最有效的策略是钝化钙钛矿薄膜内部的晶界缺陷以及钝化钙钛矿薄膜与电荷传输层的界面缺陷.本文设计制备了以柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate,PET)为基材的柔性反式钙钛矿太阳能电池,采用了辛基氯化胺(octadecylamine hydrochloride,OACl)添加剂及表面钝化的协同钝化策略,提高了钙钛矿薄膜的结晶质量,改善了钙钛矿薄膜内部及界面处的缺陷,并最终得到了光电转换效率为20.80%的柔性反式钙钛矿太阳能电池.本文为制备高效柔性钙钛矿太阳能电池提供了一种有效策略.

聚酰亚胺薄膜在柔性太阳能电池器件中的研究与应用进展

本文综述了柔性太阳能电池器件用聚酰亚胺(PI)薄膜衬底材料的研究现状及未来发展趋势。首先从柔性电池器件的基本构造以及对衬底材料的性能需求和相应PI柔性衬底的研究与应用状况等角度进行了阐述。然后重点综述了应用于基板型柔性太阳能电池的耐高温PI薄膜以及应用于覆板型柔性太阳能电池的无色透明PI薄膜的研究与应用进展。最后对先进柔性太阳能电池用PI薄膜衬底材料的未来发展趋势进行了展望。

有机--无机共添加增强柔性钙钛矿太阳能电池机械弯曲及环境稳定性能

近年来,钙钛矿太阳能电池发展迅速,其光电转换效率(Power Conversion Efficiency,PCE)已经提高到26.1%,但是柔性钙钛矿太阳能电池(Flexible Perovskite Solar Cells,F-PSCs)的机械弯曲和环境稳定性仍然是其商业化的主要障碍。本研究通过添加琼脂糖(Agarose,AG)以改善薄膜的质量和结晶性能,系统探究了AG对钙钛矿的作用机理,组装成的F-PSCs的PCE和机械弯曲及环境稳定性能。研究发现当AG添加浓度达到最优值3 mmol/L时,薄膜表面变得更为致密平滑,钙钛矿结晶度和吸光度增加。此时器件的陷阱态密度降到最低,电荷传输电阻低至2191Ω,光电性能达到最佳,PCE由15.17%提升至17.30%。进一步引入TiO2纳米颗粒(0.75 mmol/L),与AG(3 mmol/L)共同作用,可以提供刚性骨架结构,增强钙钛矿层的机械性能和环境稳定性。循环弯曲1500次(半径为3 mm)后,AG/TiO2共添加器件可保持初始PCE的84.73%,远高于空白器件的9.32%;在空气中放置49 d后,该器件仍可保持初始PCE的83.27%,优于空白器件的62.21%。该研究成果为制备高效且稳定的F-PSCs提供了可能性。

柔性钙钛矿太阳能电池机械稳定性研究进展

本文旨在综述近年来柔性钙钛矿太阳能电池(FPSC)机械稳定性研究的主要进展。本文对近年来FPSC机械稳定性相关的研究论文进行梳理和综述,对涉及的基底材料和结构的设计、界面改善方法、电极材料的优化等方面进行归纳和总结。通过研究发现,FPSC经材料和结构的优化设计,可以显著提高FPSC的机械稳定性,为其实用化和商业化提供了可能。

基于柔性玻璃衬底ZnO∶B薄膜的非晶硅太阳能电池的制备及其光电性能研究

采用低压化学气相沉积法(LPCVD)在大面积(40 cm×40 cm)超薄柔性玻璃和硬质玻璃衬底上分别制备了B掺杂的ZnO(BZO)透明导电薄膜及非晶硅薄膜太阳能电池,对比了两种衬底上BZO薄膜的形貌、光学和导电性能及其非晶硅薄膜电池的性能。结果表明,在相同LPCVD工艺下,超薄柔性玻璃衬底上BZO薄膜的生长速率相对减小;当生长相同厚度BZO薄膜时,超薄柔性玻璃衬底的透光率相对于硬质玻璃衬底提高约2%,同时并具有相同的导电能力。在柔性玻璃衬底上制备的非晶硅薄膜电池的初始和稳定转化效率也相对提高,分别达到9.16%和7.82%。

p-a-SiC:H降低晶体硅异质结太阳能电池寄生损失的研究

使用宽带隙的p型氢化非晶硅碳(p-a-SiC:H)薄膜作为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池的窗口层,使用时域有限差分法(FDTD)模拟证明,p-a-SiC:H不仅能明显降低窗口层的短波寄生吸收损失,而且可以减少SHJ太阳能电池的反射损失,从而增强SHJ太阳能电池的光谱响应。实验结果也证明,使用优化的p-a-SiC:H窗口层可以提升SHJ太阳能电池的短路电流(J_(sc))达1.4 mA/cm^(2),电池光电转化效率达到了21.8%。这主要是由于p-a-SiC:H低的寄生吸收以及使用p-a-SiC:H窗口层降低了SHJ太阳能电池的反射损失所致。

柔性非晶硅薄膜太阳能电池组件与光伏建筑一体化

介绍了光伏建筑一体化体系的发展历程,详细叙述了柔性非晶硅薄膜光伏组件的特点和优势,并简单介绍了该类产品的应用情况。

PEDOT:PSS在柔性可穿戴太阳能电池中的应用进展

新一代柔性高效太阳能电池将太阳能转换成电能,并具备质轻、可溶液加工等特点,为柔性可穿戴电子供能,在可穿戴领域潜力巨大。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonic acid,PEDOT:PSS)是一种典型的导电高聚物,具备高导电性能、高透明性、强机械柔性等特点,在柔性太阳能电池中应用广泛,也是影响柔性太阳能电池性能的关键因素之一。本文综述了PEDOT:PSS作为电极、空穴传输层在柔性太阳能电池中的研究现状,总结提升PEDOT:PSS相关性能的方法,并对柔性太阳能电池的发展方向与发展前景进行了展望。

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。

非晶硅锗薄膜与太阳能电池研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在1.1 m×1.3 m的大面积玻璃衬底上制备非晶硅锗(aSiGe)薄膜和太阳能电池。系统研究了锗烷流量比(RGe)、氢气流量比(RH)、沉积功率和压强对a-SiGe薄膜光学带隙以及沉积速率的影响;分析了具有不同RGe的本征层对a-SiGe单结电池的影响;通过调节沉积参数制备出具有合适本征层带隙的高质量a-SiGe单结电池,实现在800 nm波长处的量子效率达到18.9%,同时填充因子(FF)也达到0.62。

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。

PI衬底n-i-p结构非晶硅薄膜太阳能电池的制备

利用传统硅薄膜太阳能电池生产设备、以硬质玻璃为载板,在低透光率的聚酰亚胺(PI)衬底上制备了n-i-p结构的单结非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池组件,并通过掩膜绝缘和激光划分绝缘组合的方式在同一块PI衬底上实现了多节电池串联一体的结构。封装后电池组件的有效发电面积的转化效率达到5.13%,电池的转化效率还存在较大的提升空间。

能量转换效率达10.2%的非晶硅单结太阳能电池

本文报道我们在非晶硅单结太阳能电池方面的研究结果。电池采用的结构为Glass/SnO_2/Pin/Ag,其能量转换效率在1cm^2面积上达到10.2％(AM1.5,100mW/cm^2),在0.126cm^2面积上达到11.1％。

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。

非晶硅太阳能电池i层厚度优化的数值模拟

应用AMPS-1D软件对非晶硅太阳能电池的J-V特性进行了模拟研究，重点模拟分析了i层厚度对P-i-n结构非晶硅太阳能电池特性参数的影响。

柔性衬底非晶硅太阳能电池

本文讨论了柔性衬底非晶硅太阳能电池的突出优点，介绍了不透明柔性衬底叠怪非晶硅太阳能电池，透明柔性非晶太阳能电池电聚合物柔性衬底非晶硅太阳能电池的制作方法和特性。并且，介绍了国内柔性衬底非晶硅太阳能电池的研制成果以及柔性衬底非晶硅太阳能电池在航天方面的应用。

非晶硅太阳能电池的电加载热象无损检测

文中介绍了应用热象无损检测技术以电加载方式探测被测物件内部的质量缺陷．这种方式检测速度快，分辨率高，在工业在线生产中的质量检测中实用性强，同时，把该技术应用于非晶硅太阳能电池检测，结果表明：可以探测其内部可能存在的裂纹。

氢退火的BZO前电极对非晶硅薄膜太阳能电池性能的影响

采用低压化学气相沉积方法在玻璃衬底上制备了B掺杂的ZnO(BZO)薄膜,通过氢退火对BZO进行处理,然后作为前电极进行了非晶硅薄膜太阳能电池的制备及性能研究。结果表明:在氢气气氛下退火后,BZO薄膜的载流子浓度基本无变化,但Hall迁移率显著提高,这使得BZO薄膜的导电能力提高;当采用厚度较小、透光率较高的BZO薄膜进行氢退火后作为前电极结构时,非晶硅薄膜太阳能电池的短路电流密度提高0.3~0.4mA/cm^2,电池的转化效率提高0.2%。实验结果可为通过优化前电极结构来提高非晶硅薄膜太阳能电池转化效率提供一种简易的方法。

非晶硅太阳能电池的光学分析

我们采用一种新方法——光学导纳分析,把非晶硅太阳能电池看作由吸收膜和透明膜组成的多层膜系,计算了该膜系的光学导纳,分析了电池的光学性质。 电池吸收谱中存在干涉峰。通过考察各层膜光学参数对光吸收的影响,发现(ⅰ)高反射背接触的电池结构可增加0.6—0.7μm的吸收,(ⅱ)非晶硅膜厚能改变干涉峰在光谱中的位置;(ⅲ)减反膜(AR)与短波区的反射率密切相关,选择最佳AR膜厚能够减少反射损失;并且AR最佳膜厚几乎与非晶硅膜厚无关。

柔性钙钛矿太阳能电池的力学稳定性研究进展

近年来,随着钙钛矿光伏技术的迅速发展,柔性钙钛矿太阳能电池由于具有重量轻、高效率和高柔韧性等特点,在柔性可穿戴设备应用中具有广阔的发展前景。综述了近年来研究学者在柔性基底、柔性电极、电荷传输层、钙钛矿薄膜及其与界面处的力学稳定性的改善工作,同时阐述了柔性钙钛矿太阳能电池的力学性能实验测试方法以及有限元模拟验证的进展状况,为柔性钙钛矿太阳能电池的进一步研究提供参考和借鉴。对柔性钙钛矿太阳能电池的未来发展方向进行了展望,并指出了未来研究的重点。