晶体硅光伏组件热斑失效问题研究

以不同反向漏电流等级的多晶硅太阳电池封装成的光伏组件和实际发生热斑失效的光伏组件为研究对象,通过数值模拟和实验研究的方法,对晶体硅光伏组件热斑失效的机理和规律进行理论分析与实验验证。研究结果表明:在阴影遮挡环境下被遮挡组件区域温度和太阳电池反向电流成正向相关性,即反向漏电流越大,组件温度越高;实验同时发现即使在完全无阴影遮挡的情况下,光伏组件也可能因组件封装过程中存在虚焊、空焊等接触不良连接点,形成微小间隙,引发电弧效应,从而导致严重的热斑失效。

基于泰勒函数的太阳电池通用模型研究

基于太阳电池等效模型，运用泰勒公式进行降幂求解，使太阳电池工作电流和工作电压之间的关系呈显性函数。在标准测试条件下，对太阳电池和组件进行建模仿真，将仿真结果与实测结果进行对比，最大工作点基本与厂家提供的参数重合，偏差度在2％以内，结果验证了模型的有效性和可行性。在此基础上建立太阳电池、组件和适用于任意遮不均匀光照和温度分布情况下光伏阵列的通用模型。

铸锭多晶硅片晶体质量差异性研究

以铸锭多晶硅片具有质量差异性的区域为研究对象,综合分析其杂质浓度、位错密度和少子寿命间的关系。结果表明:当位错密度相近时,高浓度的金属杂质会引起少子寿命的大幅降低;而当金属杂质浓度相近时,位错浓度的升高也会引起少子寿命的降低。金属杂质和位错等微缺陷作为电活性中心极大地制约了铸锭多晶硅晶体质量的提高,必须通过工艺的改善加以消除。

宽光谱太阳能电池

太阳能电池的光谱响应特性和光电转换效率与光伏材料的微观能带结构及其宏观组装方式密切相关。无论使用哪种光伏材料,普通单结或单层太阳能电池都只能对部分波段的太阳光进行有效利用。宽光谱研究的目标是要使太阳能电池更好地利用太阳光谱所覆盖的全部波段范围的能量,从而提高太阳能电池光电转换效率。本文从化学角度综述了实现宽光谱太阳能电池的基本方法和当前的研究进展,其中包括叠层太阳能电池、中间带太阳能电池、量子点太阳能电池、热光伏太阳能电池、上转换和下转换、分子基柔性太阳能电池等方法。

异质结太阳电池中非晶钝化层的分光椭偏分析

采用分光椭偏(SE)测试技术研究晶体硅(c-Si)异质结太阳电池用氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜钝化层的性能。采用有效媒介理论为基础进行分层多相拟合,研究了a-Si:H/c-Si界面层内部的缺陷散射周期(St)、a-Si:H体内孔隙率以及薄膜介电函数峰值随基底温度的变化规律。通过与傅里叶红外转换光谱计算得到的微结构数据对比,发现界面层的St与薄膜内部Si H和Si H2含量相关。依据高分辨率透射电镜(TEM)下呈现的形貌特征、有效少子寿命和异质结的implied开路电压等参数的辅助证明,确定SE技术作为一种有效的光学表征手段,能准确快速地判断a-Si:H对c-Si表面的钝化性能,继而定量给出适合晶体硅异质结太阳电池高质量a-Si:H钝化层生长的最优参数。

薄膜硅／晶体硅异质结电池中本征硅薄膜钝化层的性质及光发射谱研究

本文采用甚高频等离子体化学气相沉积技术(VHF-PECVD)制备薄膜硅/晶体硅异质结电池中的本征硅薄膜钝化层,光发射谱(OES)测量技术研究了硅薄膜沉积过程中等离子体发光谱随时间的变化.结果表明:在实验优化条件下等离子体发光谱很快达到稳定(大约25 s),并且SiH*/Hα*的比值随时间变化较小,避免了生长过程中硅薄膜结构的不均匀性,这主要是SiH4没有完全耗尽避免了SiH4的反向扩散.进一步研究了沉积参数对稳态发光谱和硅薄膜性质的影响,结果表明:随着硅烷浓度增加,Hα*峰强度减小,SiH*峰强度增加,薄膜从微晶转变成非晶,非晶硅薄膜钝化效果好;随着沉积气压增大,Hα*和SiH*峰强度先增加后减小,高气压下Hα*和SiH*峰强度下降主要是反应前驱物的聚合形成高聚合物,不利于形成高质量的硅薄膜,因此钝化效果下降;随着反应功率密度增加,Hα*和SiH*峰强度增大,当功率密度为150 mW/cm2趋于饱和,硅薄膜的致密度和钝化效果也开始下降,50 mW/cm2的低功率密度下硅薄膜钝化效果差可能是由于原子H浓度低,不能完全钝化单晶硅表面的悬挂键.