CIGS薄膜太阳电池的数值模拟研究

建立了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池结构模型,利用SCAPS模拟计算得到CIGS薄膜太阳能电池的载流子生成率、能带排列、电场强度等,研究了CIGS薄膜太阳能电池吸收层的Ga组分含量、不同共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度、吸收层厚度、掺杂浓度对电池输出性能的影响。结果表明,单步共蒸法制备的电池中CIGS/CdS异质结“尖峰状”的能带排列有利于载流子传输;当Ga组分含量在30%时,太阳能电池的输出性能优异。三步共蒸法制备的电池吸收层缺陷密度进一步降低,可提升电池的输出性能。吸收层厚度为2.0μm厚的电池吸收层即可吸收大部分的光子,继续增加吸收层厚度会导致短路电流密度降低。增大吸收层掺杂浓度,提高了光生电动势、增大了开路电压,但CIGS/CdS异质结界面处势垒下降,载流子复合率上升,导致短路电流密度下降。优化CIGS薄膜太阳能电池参数后,利用SCAPS模拟得到其转换效率达到了27.67%。

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。

不同倾角铜铟镓硒光伏组件燃烧行为的试验研究

为加强对于光伏组件火灾危险性的控制,进一步推动光伏建筑一体化技术的广泛应用,选择不同倾角布置的铜铟镓硒光伏组件为研究对象,改变倾斜角度,通过对引燃时间、火蔓延速度和质量损失速率等参数的测试和分析,研究铜铟镓硒光伏组件的燃烧行为及传热机制。结果表明,倾角的增大加剧了光伏组件火灾蔓延的危险性。光伏组件迎火面的引燃时间随倾角增大呈先减小后增大的变化趋势,倾角从0°增加到45°,引燃时间减少16.39%;倾角从45°增加到90°,引燃时间增加76.47%。背火面向上火蔓延速度随倾角增大而增大,倾角为90°时最大,为18.08 mm/s,横向火蔓延速度受倾角影响较小,均为1 mm/s左右;当光伏组件倾角增加,燃烧产生的熔融滴落物形成池火是造成光伏组件火灾危险性加剧的重要原因。

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的碱金属掺杂工程

铜铟镓硒(CIGS)太阳电池不仅具有高吸收系数和高光电能量转换效率,而且表现出良好的稳定性和低廉的生产成本,依然是目前普遍关注的发展对象.自20世纪90年代,研究人员发现碱金属掺杂可以明显提升CIGS电池的性能,并在碱金属掺杂研究方面取得一系列突破性进展.结合本课题组的研究进展,主要介绍了其中针对碱金属掺杂引发的一些主要技术突破.同时简单介绍了碱金属掺杂的3种方法:前掺法、中掺法和后掺法,其中使用后掺法制备出的CIGS电池能够获得较高的能量转换效率.碱金属掺杂的作用机制,主要是调节CIGS吸收层的带隙和钝化薄膜中的缺陷,提高薄膜中的空穴密度,抑制吸收层内部和界面的载流子复合,最终提升太阳电池的开路电压和填充因子.同时,碱金属会影响吸收层的元素分布和微观形貌,这一方面对太阳能电池性能的影响仍存在争议.

重量法测定铜铟镓硒靶材中硒

采用硝酸和盐酸低温加热溶解铜铟镓硒靶材样品,以将样品中的硒氧化为亚硒酸(H2SeO3),在水浴或低温下用尿素驱除硝酸,然后以盐酸为介质,采用亚硫酸将亚硒酸还原为单质硒沉淀,实现了硒与样品中其他元素的分离,将沉淀经抽滤烘干称重,通过计算得到靶材中硒含量,据此建立了重量法测定铜铟镓硒靶材中硒含量的方法。实验确立了测定的最佳条件,并进行了共存元素的干扰试验。结果表明,铜铟镓硒靶材中的铜、铟、镓对硒的测定无影响。采用实验方法测定铜铟镓硒靶材内控样品,测定值与理论配制值基本一致,相对标准偏差(RSD,n=11)在0.050%~0.48%之间。3家不同实验室结果平均值的最大误差不超过0.20%,相对标准偏差均小于0.50%。回收率试验表明硒的回收率在99%~101%之间。

CIGS薄膜太阳能电池理论基础

CIGS薄膜太阳能电池为黄铜矿结构,其光学带隙随Ga含量增多而增加,双带隙梯度结构是高效CIGS电池的基础。

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。

《建筑铜铟镓硒薄膜光伏系统应用技术规程》简介

铜铟镓硒光伏电池由于高转换率、光吸收能力强、弱光性好、衰退少等特点,受到国内外业界广泛关注,并在国外大量应用。为在国内推广应用,通过收集资料、调研、示范工程等,掌握了大量的数据资料,并编制了相关标准。

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池发展现状及展望

文章介绍了铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的产业链结构和生产技术、工艺流程、生产设备、检测设备、主要原材料及其产供销等发展现状,并对其发展前景进行展望。

硫代硫酸钠滴定法测定铜铟镓硒太阳能靶材中硒

建立了测定铜铟镓硒太阳能靶材中硒的硫代硫酸钠滴定法。用硝酸-盐酸混合液(3∶1)在低温加热条件下消解铜铟镓硒靶材样品,在盐酸介质中,用亚硫酸将亚硒酸还原为单质硒沉淀与其它杂质分离,用酸溶解沉淀,在硫酸介质中,加入碘化钾,以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,计算硒的含量。该方法适合质量分数为30%~70%的硒的测定,靶材中铜、铟、镓对测定结果无影响。该法测定结果的相对标准偏差为0.1%~0.5%(n=12),测定硒质量分数为99.999%的标准物质,平均回收率为99.7%,样品的加标回收率为98.69%~99.83%。

铜铟镓硒基薄膜太阳电池的研究进展

铜铟镓硒(CIGS)基太阳电池是一种具有高转换效率的薄膜太阳电池,实验室制备的CIGS电池转换效率已达22.9%,接近于晶硅类电池最高的转换效率。同时CIGS电池还具有吸收系数高,制造成本较低,并且应用非常广泛等优点。然而,在商业化的大规模生产中,CIGS太阳电池不论在效率还是稳定性上仍与晶硅电池存在差距。进一步提升CIGS电池效率,优化电池性能,扩大电池产业化规模是CIGS太阳电池今后发展的必经之路。当前CIGS太阳电池的发展取得的重大成就,主要原因在于人们对CIGS材料与器件原理的进一步认识。本文综合介绍了CIGS太阳电池作为当前热点的潜力和优势,回顾了近期关于CIGS的研究进展,主要包括电池的缓冲层、吸收层和窗口层的改进,及层界面之间的处理手段,这些技术的发展提高了CIGS电池的转换效率,推动了其产业化进程,同时在电池未来发展方面阐述了相关问题,并对解决方案进行了展望。

铜铟镓铝硒(Cu(InGaAl)Se2)薄膜制备及其光学性能

采用溶剂热法制备掺铝的铜铟镓硒Cu(InGaAl)Se2(CIGAS)纳米粉末,并直接将此纳米粉末作为蒸镀材料制备铜铟镓铝硒(CIGAS)薄膜,再将其放置在装有高纯硒粉的自制密封法兰内在真空下进行硒化和退火处理,从而得到符合化学计量比的CIGAS薄膜。利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)对样品结构和成分进行测量,确认CIGAS薄膜样品是黄铜矿结构和铜铟镓铝硒成分。使用椭圆偏振光谱测量技术对CIGAS薄膜进行椭偏光谱测量,进而得出薄膜光学参数如折射率n(λ)、消光系数k(λ)、吸收系数a(l)以及薄膜光能隙Eg,并发现Al元素的掺杂明显增加了薄膜光能隙,并进行了相关物理分析。

中国光伏建筑一体化行业概况与发展前景

针对我国光伏发电应用市场近年快速增长的现状,指出光伏建筑一体化已经成为光伏发电应用市场的重要方向之一,对我国光伏建筑一体化的应用形式、国家相关的政策法规及行业发展前景进行梳理,指出光伏建筑一体化发展前景十分广阔,具有巨大的市场潜力。