本征氢化非晶硅薄膜厚度对其钝化性能和HIT太阳电池电性能的影响

以异质结(HIT)太阳电池的本征氢化非晶硅薄膜为研究对象,该HIT太阳电池采用n型硅片作为晶硅衬底,其n型电子传输层(下文简称为“n面”)为入光侧,p型空穴传输层(下文简称为“p面”)为背光侧。首先研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度对膜层钝化性能和光透过率的影响,然后进一步研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜不同厚度匹配设计对HIT太阳电池电性能的影响,并选出了最优厚度匹配方案。研究结果表明:1)n面本征氢化非晶硅薄膜的厚度越薄,n面非晶硅膜层的光透过率越高,但钝化效果会变差;当厚度达到5 nm时,硅片的少子寿命趋于稳定。2)在n面本征氢化非晶硅薄膜厚度一定的情况下,随着p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度变厚,硅片的少子寿命先快速增加,当厚度达到9 nm时,硅片的少子寿命趋于稳定;当厚度大于9 nm时,制备的HIT太阳电池的短路电流和填充因子均下降,表明其串联电阻增大,导致光电转换效率降低。3)当n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度分别为5、9 nm时,n面的钝化效果和光透过率匹配较好,p面的钝化效果和电阻率匹配最优,即为最优厚度匹配方案;此方案制备得到的HIT太阳电池的光电转换效率达到最高,为24.59%。

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。

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。

HJT太阳电池技术的发展现状及未来展望

中国的硅基异质结(HJT)太阳电池技术在近5年有了快速发展,逐步进入产业化阶段,但在其发展过程中遇到了一些技术瓶颈。对HJT太阳电池的结构及能带结构进行简述,从衬底和表面制绒技术、a-Si:H薄膜技术、TCO薄膜技术、金属化电极技术等方面对HJT太阳电池关键技术的研究进展进行了分析,并从制造成本、TCO薄膜材料及叠层太阳电池技术等方面对HJT太阳电池未来的技术研究方向进行了展望。虽然HJT太阳电池具有工艺流程简单、光电转换效率高、功率衰减低、温度系数低、工作温度低等优势;但其制造成本较高,导致其市场份额上升缓慢,而采用铜电极、无铟或低含铟量TCO薄膜技术是降低HJT太阳电池制造成本的有效方法,一旦突破成本瓶颈,HJT太阳电池未来的应用空间将更加广阔。

光诱导化学汽相淀积非晶硅薄膜及其在太阳电池中的应用

本文较系统地评述了光诱导化学汽相淀积(LCVD)技术淀积非晶硅薄膜的开发现;主要介绍了 LCVD 淀积非晶硅薄膜的机理;评价了 LCVD 淀积非晶硅薄膜的电学和光学特性。最后介绍了这种薄膜在制备非晶硅太阳电池方面的应用。

PIN型非晶硅薄膜太阳电池仿真研究

运用AMPS软件,对TCO/p-a-SiC∶H/i-a-Si∶H/n-a-Si∶H/metal型非晶硅薄膜太阳电池进行了仿真研究,重点模拟和分析了电池性能参数随i层和n层厚度变化的规律。结果表明,为了获得电池转换效率和短路电流密度的最大值,n层非晶硅薄膜应尽可能地减小厚度,而i层非晶硅薄膜厚度最好控制在500～700nm范围内。

P型非晶硅薄膜制备及其在HIT太阳电池中应用

采用RF-PECVD沉积技术制备P型非晶硅薄膜材料,研究硼烷浓度和加热温度对薄膜性能的影响。通过对两者优化,制备出了宽光学带隙、高电导率和致密性较好的P型非晶硅材料。作为窗口层应用到HIT太阳电池中,对其厚度进行优化,在N型单晶硅衬底上制备出了效率为14.28%的HIT太阳电池。

非晶硅太阳电池的性能与薄膜特性的关系

在Ｒｉｃｈａｒｄ Ｓ．Ｃｒａｎｄａｌｌ和ＰｏｒｐｏｎｔｈＳｉｃｈａｎｕｇｒｉｓｔ等人工作的基础上，用平均场区域近似（ＵＦＲＡ）方法，对ｐ－ｉ－ｎａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜太阳电池进行了解析分析，得出了电池性能参数与本征层光学带隙Ｅｇ、电子迁移率μｎ的关系。开路电压Ｖｏｃ、短路电流人、电池效率η随Ｅｇ的增大而急剧减小，而填充因子Ｆｆ随Ｅｇ的增大而缓慢减小。Ｖｏｃ，Ｊｓｃ，η，Ｆｆ都随μｎ的增大而增大，η变化最大，其次是Ｆｆ计算结果还表明，μｎ的提高虽然能够提高Ｖｏｃ和Ｊｓｃ，但主要是通过提高Ｆｆ来改善电池的性能的．而μ０的提高增大了载流子的漂移距离，大大地改善了电池的Ｊ—Ｖ特性，从而提高了Ｆｆ和η这也体现了该类电池中的电流主要是漂移电流的特点．

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.

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.

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)。

替代型非晶硅薄膜标准太阳电池的研制

通过在单晶硅标准太阳电池上安装合适的滤光片作为替代型非晶硅薄膜标准太阳电池,减小非晶硅薄膜标准太阳电池与非晶硅薄膜太阳电池的光谱响应失配引起的测量误差。实验证明,替代型非晶硅薄膜标准太阳电池的相对光谱响应曲线与非晶硅薄膜太阳电池基本一致。

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.

天威非晶硅薄膜太阳电池试生产成功

天威保变6月29日披露，子公司天威薄膜光伏有限公司设计年产能为46．5兆瓦非晶硅薄膜太阳电池生产线，近日已顺利完成设备安装和设备安全测试。该生产线于2009年6月24日开始进行第一次整线工艺整合，6月25日顺利产出第一批非晶硅单结薄膜太阳电池组件。预计天威薄膜2009年实现产能8兆瓦。

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)。

基于1/f噪声表征研究非晶硅薄膜太阳电池的光致退化机理

太阳电池的可靠性是决定光伏产品性能与寿命的关键因素,研究表明太阳电池在实际应用过程中的各种退化与可靠性问题都与电池中的缺陷性质密切相关。该文选用1/f噪声对非晶硅薄膜太阳电池中缺陷性质进行表征研究,结果表明非晶硅电池中1/f噪声是由带尾态缺陷导致的载流子迁移率涨落所致;通过噪声模型,分析了缺陷在光致衰减(LID)过程中所起的作用;同时与常规电学参量的对比,验证了噪声在表征LID过程中的有效性与灵敏性。

强生光电宣布非晶硅薄膜太阳电池组件售价为1美元/W_p

8月3日，中国专业非晶薄膜太阳电池生产商强生光电在上海召开新闻发布会宣布：自2009年8月3日起，强生非晶硅双结薄膜太阳电池全球销售价为1美元／Wp，这是目前非晶硅薄膜光伏组件全球最低售价；同时，强生光电提出，向承建商提供光伏电站“套餐”计划——使用强生光电薄膜电池组件及其由强生光电帮助整合的电站配套电器（逆变器使用欧美产品）、支架等，不包括场地和安装费用，1MW光伏电站投入在200万美元以内。按此光伏电站建价和25年的使用年限测算，

天津非晶硅薄膜太阳电池生产线投产

据媒体报导,被列入国家高新技术产业发展项目计划的年产5MW非晶硅薄膜太阳电池生产线,通过依托南开大学技术力量和引进美国EPV公司先进的单室、大容量生产设备。

非晶硅锗薄膜太阳能电池研究

介绍了薄膜电池的制备技术及发展进程.采用射频等离子体加强气相沉积法(PECVD),制备了非晶锗硅薄膜,提出了制备优质非晶锗硅薄膜的条件和非晶锗硅薄膜的基本性质及其制备工艺中存在的问题和解决方案.