N型TOPCon晶硅太阳能电池光注入退火增效的研究

N型隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivating Contacts,TOPCon)太阳能电池完成印刷烧结后,再经过光注入,效率有明显提升,主要表现在V oc(开路电压)及FF(填充因子)的提升。其机理在于通过温度和光照强度调节费米能级变化,控制H总量及价态来提高钝化性能。钝化膜层的质量、硅基体掺杂浓度、光注入退火时的工艺温度等对光注入退火工艺提升效率有很大影响。实验证明转换效率越低的电池片经过光注入后效率提升幅度越大;转换效率越高的电池片缺陷会更小,经过光注入退火工艺后几乎无增益。另外同心圆在经过光注入退火工艺后会明显消除。本文主要研究温度、光强、基体电阻率、正表面金属接触面积大小、poly-Si(多晶硅)厚度对光注入退火工艺增效的影响。

基于高长径比TiO2纳米线的染料敏化太阳能电池光阳极的制备

采用搅拌水热法制备超长可弯曲的TiO2纳米线,探索搅拌水热工艺对TiO2纳米线结构和形貌的影响规律。在此基础上,构筑TiO2纳米线/TiO2纳米颗粒复合光阳极,研究了TiO2纳米线含量对DSSC光电性能的影响。结果发现:当搅拌速率为800 r·min^-1时,反应24 h可得到高长径比的TiO 2纳米线。基于TiO 2纳米线优异的电子传输性能和散射效应,复合光阳极DSSC电池性能得到较大提升:当TiO2纳米线的含量从0%增加到20%时,传输电阻R t由5.98Ω·cm^2减小为3.79Ω·cm^2,电子扩散长度Le从22.66μm增加到45.98μm,电池转换效率升高到5.26%,提高了22.9%。而随纳米线含量继续增加,低染料吸附量导致电流和光电转换效率降低。

钙钛矿太阳能电池研究进展

针对钙钛矿太阳能电池成本低廉、光电转换效率高、商业潜力巨大等特点,对无铅、高稳定性和叠层钙钛矿电池以及组件发展进行了综述,并对钙钛矿太阳能电池以及组件未来研究趋势进行了展望。

PERC太阳能电池生产工艺研究

PERC太阳能电池与常规太阳能电池相比多出三道生产工序,因此会带来生产技术与生产工艺的改变。本文通过生产线实验对PERC太阳能电池生产有影响的工艺过程与工艺步骤进行了研究,为PERC太阳能电池的生产提供参考。

晶硅太阳能单晶电池EL缺陷分析研究

重点分析研究晶硅太阳能单晶太阳电池EL常见缺陷原因,电池片EL常见缺陷主要分为原材料类导致的缺陷及过程引入缺陷类。通过对常见的EL缺陷分析研究及有利于改善电池片的产品质量,提升电池片成品的良率,还可进一步降低生产成本。

太阳能高效电池EL黑斑分析研究

本文测试分析明确制绒后表面有机物残留,导致黑斑问题,通过高温硼扩散、背面场钝化后EL测试成像表现突出。故对该制绒后硅片进行增加HCL/H2O2溶液清洗工艺并优化温度后,电池EL测试黑斑问题得到有效解决。随着工业经济的发展,环境破坏日益严重,可持续发展的光伏新能源发电迎来了快速发展的契机,电池高效率低成本目标成为行业发展和竞争的主要手段。N型高效率电池,以优秀的硅片质量和表面钝化得到众多厂家的青睐。N型高效率电池钝化较好故对电池工艺过程中表面处理有着严格的要求,必须要有高洁净的表面,任何微小的污染都会引起EL不良、电池转换效率下降。

光伏太阳能电池生产线工艺循环冷却水系统技术创新

十八大会议提出,大力发展新能源资源开发利用科学技术,积极发展可再生能源和新型、安全、清洁替代能源,形成可持续的能源资源体系,切实保障我国能源资源有效供给和高效利用,使我国能源资源产业具有国际竞争力。本文中主要阐述光伏太阳能电池生产线工艺循环冷却水系统技术创新。

离子注入技术在单晶硅太阳电池上的应用

采用Silvaco-TCAD仿真软件模拟了在一定注入能量下离子注入剂量、退火温度和时间对太阳电池表面方块电阻和结深的影响,并通过离子注入机和高温退火炉进行了实验验证。实验结果表明,当离子注入剂量为7×1014 cm-2、注入能量为10 keV、退火时间为20 min、退火温度为870~890℃时,电池表面方块电阻超过130Ω/□,均匀性良好,结深可达0.6μm。当离子注入剂量小于7×1014 cm-2时,方块电阻值过大,且均匀性较差。均匀性良好的高方块电阻可有效降低电池表面的少子复合,进而有助于提升电池效率。

IBC太阳电池技术的研究进展

对叉指背接触(IBC)太阳电池在光伏领域的结构优势和发展进程进行了简单的阐述。重点介绍了IBC太阳电池前表面场、背面p+和n+区结构、金属化电极的制备方法,并从工业化角度评述了各制备方法的优缺点与发展。总结了IBC电池产业化进程中的几种工艺优化方向,包括p+和n+区结构设计、正面陷光技术及表面钝化等。除此之外,从IBC太阳电池技术与效率提升方面详细介绍了三种基于IBC太阳电池技术的新型太阳电池技术,包括叉指背接触异质结(HBC)太阳电池、多晶硅氧化物叉指背接触(POLO-IBC)太阳电池以及钙钛矿IBC叠层太阳电池(PSC IBC),并总结了近年来上述三种新型太阳电池技术的研究进展。最后,对IBC电池未来面临的挑战与技术提升进行了展望。

n型异质结背接触太阳电池前表面的场钝化

利用Silvaco-TCAD仿真软件建立二维模型,对n型异质结背接触(HBC)单晶硅太阳电池前表面场进行模拟研究。通过在n型单晶硅衬底正面分别引入一层较薄的本征非晶硅层和一层n^+非晶硅层对电池前表面进行高质量的场钝化,分析了n^+非晶硅层的厚度和掺杂浓度以及本征非晶硅层的厚度和带隙宽度对电池电学性能的影响。模拟结果表明:当n+非晶硅层厚度小于6 nm,掺杂浓度为1×10^19 cm^-3,本征非晶硅层的厚度为3 nm,带隙宽度大于1.5 eV时,电池前表面实现了良好的场钝化效果,HBC太阳电池获得了24.5%的转换效率。

基于Quokka优化叉指背接触太阳电池的效率

叉指背接触太阳电池因前表面无栅线所带来的高短路电流及栅线位于背面所获得的组件高密度封装的优势,吸引了众多光伏制造者的关注。然而,由于电池背面的p+发射区和n+背表面场(BSF)区呈交叉分布,在电池制备过程中需进行掩膜技术和激光烧蚀技术的隔离,显然增加了电池制备成本。因此,首先选用Quokka软件从钝化减反层及p+发射区占比的角度探究了优化电池效率的方向,其次利用实验验证了结果的正确性。仿真及实验结果均表明在n+背场区和p+发射区分别沉积SiO2/SiNx/SiOxNy叠层和Al2O3/SiNx/SiOxNy层的钝化效果均优于不含SiOxNy层,而p+发射区与相邻的n+背场区单元宽度越窄且p+发射区占比越高则电池效率越高。

p型PERC双面太阳电池背面铝栅线的设计

钝化发射极背面接触(PERC)双面太阳电池(PERC+)背面采用丝网印刷铝栅线的设计,代替常规PERC电池背面全铝背场层,达到背面发电的效果。对不同背面铝栅线宽度的PERC+电池和常规PERC电池的电性能及激光开窗截面图进行比较,发现了不同宽度的铝栅线对电池背面空洞率和局部背表面场(LBSF)层的质量有较大影响,合适的铝栅线宽度能最大程度地保证PERC+电池的转换效率。实验得出在相同的激光开窗工艺下,当背面铝栅线设计宽度为250μm时,PERC+电池具有较好的铝栅线高宽比,烧结后的激光开窗区域形成了良好的LBSF层。同时,所有电池在测试时背景采用不反光黑布。测试结果显示,最优组的PERC+电池平均正面转换效率达到21.21%、平均背面转换效率达到13.97%。

n型叉指背接触太阳电池背面结构参数研究

利用Silvaco-TCAD半导体仿真软件模拟并分析了n型叉指背接触(IBC)太阳电池背面结构尺寸参数对电池短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响,并进行实验验证。实验结果表明,当IBC太阳电池结构中相邻发射区宽度为1200μm、n型背表面场宽度为200μm、p型发射区宽度为1000μm时,IBC太阳电池小批量平均转换效率达到了23.74%,短路电流密度为42.36 mA/cm2,开路电压为698 mV,填充因子为80.33%。

工业化N型高效双面晶体硅太阳电池扩散工艺研究

采用磷硼共扩散的方法制备了N型高效双面电池,通过优化背场及发射极扩散工艺,研究了扩散工艺曲线对电池电性能参数的影响机理。实验结果表明,降低背场扩散方块电阻可提高电池填充因子,同时造成开路电压(V_(oc))和短路电流(I_(sc))降低,需要在背场饱和电流密度(J_(0BSF))和填充因子(FF)之间找到一个平衡点;降低发射极表面杂质浓度和方块电阻并适当的增加结深,可改善与金属化栅线的接触。正面采用低浓度深结扩散工艺可改善V_(oc)和FF,减少复合,提高Isc,电池效率增加了0.2%,平均效率达到20.41%。

n型晶体硅太阳电池光诱导衰减现象研究

基于n型晶体硅太阳电池,分析了经光辐照后电池各性能参数的变化,探究了n型晶体硅太阳电池光诱导衰减机理。使用工业化设备在大面积（156 mm×156 mm）n型单晶硅片上制备太阳电池。利用太阳光谱模拟仪对制备的太阳电池进行光照处理,对比各阶段太阳电池电性能参数。结果表明,光照时会导致太阳电池表面减反射膜SiN∶H/Si界面处积聚大量固定电荷,增大界面态密度,破坏电池表面钝化层结构,导致开路电压和短路电流产生较大衰减,35 kWh/m^2光辐照后n型硅太阳电池效率衰减3.6%。在380℃低温退火处理后电池效率基本可恢复到初始状态。内量子效率测试结果表明光辐照后电池短波区域响应减弱,前表面界面效应导致电池效率发生较大衰减。

大规模光伏发电对电力系统影响综述

资源匮乏、环境污染严重是全球面临的问题,电能和我们的生产、生活密切相关,随着经济的发展和电设备运用的不断增多,电能的供给问题备受关注,光伏发电凭借其清洁环保、灵活安全及可再生性的特点得到推广,但与此同时,会使原有的电力系统出现一些问题,文章阐述了大规模光伏发电所引起的电力系统的变化。

太阳电池EL漏电分析及可靠性评估

通过采用外量子测试、成分测试、可靠性测试等方法对太阳电池电致发光(EL)漏电原因及漏电电池的可靠性进行了简要分析,结果显示,产生漏电的原因主要是由于硅片切割时引入了金属杂质,导致少子寿命低,漏电电池片衰减率及组成组件后工作温度均大于正常电池片。

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。

背接触太阳电池的背面设计优化

利用quokka3仿真软件建立三维模型,对n型叉指背接触(IBC)单晶硅太阳电池的单元电池结构设计和栅线参数进行了仿真优化,并通过激光和丝网印刷进行了实验验证。实验结果表明,在不同IBC单元电池结构设计下,当p+发射区与n+背表面场区的宽度比值为4时,IBC太阳电池效率比宽度比值为2.3时的高0.11%。可通过减小单元电池宽度,增大p+发射区与n+背表面场区的宽度比值来获得更高的IBC太阳电池效率。在相同单元电池结构设计下,当细栅线宽度从40μm增加到60μm时,IBC太阳电池效率能够提高0.18%。且相比4主栅,6主栅IBC太阳电池效率可提高0.09%。因此,增加副栅线宽度和主栅线数量有利于IBC太阳电池效率的提升。

镀膜光伏玻璃与太阳电池匹配性浅析

本文重点对光伏玻璃透光效果及光伏玻璃与太阳电池的匹配性进行研究,通过对不同镀膜光伏玻璃特性及多档位太阳电池QE特性进行测试与分析,以确定与太阳电池较优匹配的镀膜光伏玻璃的技术指标,并通过一系列试验验证优化参数的镀膜光伏玻璃可进一步提升组件功率。引言:随着“领跑者”计划推进对光伏组件转化效率提出越来越高的要求,组件技术升级不断从太阳电池、封装工艺、封装材料等方面来降低封装光学损耗与电学损耗。其中,光伏玻璃透光效果是影响光伏组件发电能力的重要因素之一。光伏玻璃表面增加减反射膜可有效提升组件功率,但由于减反射膜选择的多样性,组件生产过程中普遍存在使用相同技术指标的光伏玻璃却产出功率差异较大的组件。究其原因,除需考虑电池间匹配、封装工艺及其它封装材料的影响之外,光伏玻璃的特性及其与电池光学特性的匹配也尤为重要。