p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺对光伏组件PID效应的影响研究

基于p型“SE+PERC”双面太阳电池的背面工艺,针对背表面抛光状态、背面氧化铝薄膜厚度、背面膜层结构、背面氮化硅薄膜折射率几个因素对光伏组件电势诱导衰减(PID)效应的影响进行了研究。研究结果表明:1)背表面抛光状态越光滑,对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率越小;2)背面氧化铝薄膜厚度为10 nm及以上时对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率差异不大;3)背面膜层结构对PID效应存在影响,合理设计背面膜层结构可以有效抑制光伏组件PID效应;4)背面氮化硅薄膜折射率大于等于2.10时,对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率降至2.00%以内且可以稳定保持在较低水平。研究结果可为p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺优化提供指导方向。

基于宽带隙P-I-N结构的高效有机小分子太阳电池

研制了一种采用混合的P-I-N异质结结构、基于混合ZnPc和C60的有机小分子太阳电池。该有机太阳电池光电转换由ZnPc和C60异质结混合成膜完成，电子和空穴分别通过n掺杂和P掺杂的宽带有机层传输至阴极和阳极，不同掺杂的电子或空穴传输层由精确控制两种有机小分子的蒸镀速率来实现；其中空穴传输层采用N，N，N’，N’-Tetrakis（4-methoxyphenyl）-benzidine（MeO-TPD）为基底材料和Tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane（F4-TCNQ）为掺杂材料，电子传输层采用C60为基底材料，而掺杂材料为Leuco Crystal violet（LCV）。实验发现：可以通过改变光电转换层和电子传输层的厚度，优化器件的结构；与未掺杂的有机薄膜相比，掺杂的宽带有机传输层导电率提高了3～4个数量级，并且它们几乎不吸收太阳光；电子传输层的厚度直接影响太阳电池的转换效率，这与薄膜光学的预期结果相符；当增大光电转换层的厚度，不仅增加了光吸收，同时电子空穴的复合率也随之增加，因此器件的填充因子降低。实验结果表明：该有机太阳电池的光电转换效率可达2．4％。

P型ZnO薄膜的制备及其在太阳电池中的初步应用

利用超声雾化热分解技术(USP)、通过N-Al共掺的方法,在corning 7059衬底上生长出p型透明导电膜。该薄膜在可见光范围内的透过率可达到90%以上。X射线衍射的测试结果表明:p型透明导电膜具有c轴择优生长特性。通过霍耳测试得到p型ZnO薄膜的电学特性为:电阻率为4.21Ω.cm、迁移率是0.22cm2/(V.s)、载流子浓度为6.68×1018cm-3。此材料初步应用到微晶硅电池中,其开路电压为0.47V。

p-InGaN层厚度对p-i-n结构InGaN太阳电池性能的影响及机理

研究了p-In Ga N层厚度对p-i-n结构In Ga N太阳电池性能的影响。模拟计算发现,随着p-In Ga N层厚度的增加,In Ga N太阳电池效率降低。较差的p-In Ga N欧姆接触特性会破坏In Ga N太阳电池性能。计算结果还表明,无论欧姆接触特性好坏,随着p-In Ga N层厚度的增加,短路电流下降是导致In Ga N电池效率降低的主要原因。选择较薄的p-In Ga N层有利于提高p-i-n结构In Ga N太阳电池的效率。

n型晶体硅太阳电池最新研究进展的分析与评估

n型晶体硅具有体少子寿命长、无光致衰减等优点,非常适合制作高效低成本太阳电池。结合PC1D模拟,对n型晶体硅太阳电池的最新研究成果进行了分析,指出n型晶体硅太阳电池要实现产业化必须先解决p型硅表面钝化、硼扩散和硼发射极金属化等问题。最后预测了n型晶体硅太阳电池的产业化前景。

框架型柔性太阳电池阵展开机构动力学分析

利用Kane法多体动力学基本理论,建立适用于空间框架型多模块柔性太阳电池阵的展开机构多体系统动力学模型,进行了框架型电池阵展开机构的展开方式和展开过程的仿真分析,并与ADAMS软件计算结果进行了对比,获得了机构组成部件在展开过程中的几何位置、速度、加速度等动力学特性,分析了框架展开机构各个铰接点受力的作用规律。结果表明:Kane法模型计算得到的单模块框架展开机构根铰转动规律与ADAMS分析结果基本相同,说明了Kane法建模的有效性和正确性;对于4模块框架展开机构,距离框架根部固定点越远的铰接点,其线速度和线加速度曲线在框架展开末期变化幅值越大;中间铰接点在展开初始状态所受的垂直于展开平面的作用力最大,在展开过程中逐渐减小;合理控制框架展开机构各运动部件的驱动力矩是保证框架按照确定规律展开的必要条件。研究结果可为空间框架型柔性太阳电池阵展开机构设计提供参考。

P型微晶硅在柔性太阳电池中的应用研究

以B(CH_3)_3为掺杂剂,采用正交实验法,以硅烷浓度、B(CH_3)_3掺杂比、反应压强及气体总流量等主要沉积参数为实验组变量,对P型微晶硅薄膜进行初步优化。在玻璃衬底上沉积厚度为80 nm左右的P型微晶硅(μc-Si:H)薄膜,通过测试材料暗态电导率、XRD、Raman等,研究了上述沉积参数对材料电学和微结构性能的影响,并在此基础上做进一步的参数优化,得到更高电导的微晶硅薄膜;将其应用于PEN衬底的非晶硅薄膜太阳电池中,得到6%的初始效率。

N型硅——高效太阳电池的希望

全面阐述了N型硅片作为太阳电池基片的优点和缺点,并介绍了目前几种主要N型硅太阳电池的结构。

HJT太阳电池光注入退火工艺的增效研究

在异质结(HJT)太阳电池制备过程中,低温固化工艺后对太阳电池进行光注入退火可以实现太阳电池光电转换效率提升。研究了HJT太阳电池n面进行光注入退火处理时,光注入退火时间、光注入退火温度,以及双面光注入退火对光电转换效率提升的影响,同时还分析了光注入退火处理对不同光电转换效率档位HJT太阳电池增效的影响。结果表明:1)随着光注入退火时间的增加,HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后基本保持稳定;2)随着光注入退火温度的增加,HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后减小;3)太阳电池双面都进行光注入退火处理不能达到光电转换效率叠加提升的效果;4)光注入退火处理对光电转换效率低的HJT太阳电池的增效效果更好,主要是因为此类太阳电池内部及表面的缺陷更多。

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(1)

0引言多年来，硅晶片太阳电池一直是光伏太阳电池领域的主流。为进一步降低太阳电池的发电成本，从上世纪70年代起，陆续发展了几种薄膜太阳电池，包括：硅基薄膜电池、碲化镉薄膜电池、铜铟镓硒电池、染料敏化电池和有机薄膜电池等。虽然经过多年的努力，

新型高效率钙钛矿型太阳电池研究进展

钙钛矿型太阳电池(PSCs)近年来发展迅速,实验室中的电池器件效率已经超过22%,而大面积电池的效率也已经逼近20%,因而在新型光伏电池领域受到越来越广泛的关注。总结和介绍了国际国内最新的高效率钙钛矿型太阳电池的制备方法,包括电池结构、薄膜制备、成分调控等方面的优化;同时对大面积钙钛矿型太阳电池的研究工作也进行了介绍和分析。

高效率n型硅离子注入双面太阳电池

为进一步提升n型硅双面太阳电池的转化效率,采用了磷离子注入技术制备n型硅双面太阳电池的背场。基于离子注入技术准直性和均匀性好的特点,掺杂后硅片的表面复合电流密度降低到了1.4×10^-13A/cm2,隐性开路电压可达670 mV,且分布区间更紧凑。在电阻率为13Ω·cm的n型硅片基底上,采用磷离子注入技术工业化生产的n型硅双面太阳电池的正面平均转化效率达到了20.64%,背面平均转化效率达到了19.52%。内量子效率的分析结果显示,离子注入太阳电池效率的增益主要来自长波段光谱响应的提升。

埋栅型硅基薄膜材料太阳电池的制备

设计了一种新型的具有环形PN结的埋栅型(CJBE)硅基薄膜太阳电池,利用multisim软件并对其制备工艺及性能进行了研究。研究发现与传统的单结电池相比,制备所得电池的光谱响应性能约提高了45%。当电池的厚度增加时,其短波响应微弱下降,长波响应增强,当电池的通孔面积增大时,其光谱响应强度减弱,当电池的P型杂质浓度增大时,电池的光谱响应强度减弱,当电池的N型杂质浓度增加时,其光谱响应强度先增强后减弱。

单靶磁控溅射Cu(In,Ga)Se_(2)太阳电池的背接触界面设计

通过磁控溅射单一四元靶材磁控得到的黄铜矿Cu(In,Ga)Se_(2)(CIGS)太阳电池开发的主要瓶颈是严重的载流子复合,其开路电压非常低.CIGS与钼(Mo)之间不良的缺陷环境是吸收体和界面复合严重的主要原因之一.其中,在背界面处引入的CuGaSe_(2)(CGS)低温缓冲层可以有效地抑制吸收体与背电极在高温磁控过程中的不利界面反应,从而获得高质量的晶体.通过这种背界面工程,不仅可以很好地解决吸收体和界面质量不佳的问题,而且有利于在吸收层中形成梯度带隙结构,从而使深能级InGa缺陷转换为较低能级的VCu缺陷,最终CIGS太阳电池的转换效率达到15.04%.这项工作为直接溅射高效率CIGS太阳电池的产业化提供了一种新的方法.

a-Si:H薄膜太阳电池最佳i层厚度的分析与计算

用自洽法计算了p i n型a-Si:H薄膜太阳电池中p i和i n两个分立势垒区中的电荷密度分布ρ(x)、电场分布ε(x)和耗尽层厚度XD.减少i层厚度使两个分立势垒区部分重叠,用电场叠加原理计算耗尽层中的电场分布,在此基础上,根据光生载流子的全收集条件Lpmin=μpτpεmin,计算出a-Si:H薄膜太阳电池的最佳i层厚度Xb.

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(3)

2014年5月在国内钙钛矿太阳电池学术会上，武汉大学物理学院方国家小组报道，其研制的CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿电池效率达到16．02％。

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(5)

以上计算结果表明,钙钛矿电池的效率密切依赖于钙钛矿层的质量,尽管以上关于材料参数的假定带有某些随意性.因此,优化钙钛矿层材料的成分（如三元系金属卤化物）、改进材料生长工艺、降低其缺陷态密度,将是今后重点研究的课题.

p型TOPCon技术及其在高效晶体硅太阳电池应用的研究进展

隧穿氧化硅钝化接触(TOPCon)晶体硅太阳电池被广泛认可为下一代高效太阳电池技术,n型TOPCon技术已成为当前新上生产线的主流方案。p型TOPCon技术虽然更加适合p型晶体硅太阳电池产业生态,却因其关键钝化接触性能提升困难、已有技术方案不适合量产等因素而发展缓慢。基于p型TOPCon技术的重要性,详细介绍了p型TOPCon技术的研究进展,并探讨了制约该技术钝化性能提升的关键科学问题。从国内外的研究结果来看,分别基于LPCVD技术及PECVD技术的p型TOPCon技术在钝化性能上均取得了进步,获得最高隐含开路电压(对应的最低单面饱和电流密度)分别达到737 mV(2 fA/cm^(2))和732 mV(约5 fA/cm^(2))的p型TOPCon结构,已初步显示出产业应用潜力。开发具有产业应用价值的p型TOPCon技术对晶体硅太阳电池产业的发展具有重要意义,值得全行业进一步深入研究。

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(2)

2013年，瑞士联邦理工学院Graetzel M小组提出用溶液旋涂两步法，依次在纳米多孔TiO2薄膜上沉积PbI2和CH3NH3I，以合成钙钛矿CH3NH3PbI3多晶薄膜，显著改善了薄膜的均匀性，使电池效率跃升到15.0%。

针对N型IBC太阳电池中背结模型的建立及优化

在N型衬底上制作2 cm×2 cm的双面太阳电池片,并对电池的正反面进行I-V、量子效率、掺杂形貌测试。通过将结果导入到PC1D中并拟合内量子效率,建立N型背结太阳电池的模型。通过调整背结太阳电池模型中串并联电阻、衬底寿命、表面复合速率、前表面场等参数,发现串联电阻与前表面场掺杂浓度是N型背结太阳太阳电池设计的关键。将这两个参数进行优化,电池效率的增幅分别为19.7%与33.9%。最终将N型背结太阳电池效率优化到20.6%。