硅太阳能电池特性的实验研究

本文对硅太阳能电池中的单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池的伏安特性、负载特性作了初步的分析和研究.对本科生的实验教学产生了较好的实验效果.     

新型高效太阳能电池研究进展

第三代太阳能电池以超高效率、薄膜化、低成本为主要目标,目前发展起来的有多结叠层太阳能电池、中间带太阳能电池、多激子产生太阳能电池、热载流子太阳能电池和热光伏太阳能电池等.文章简要介绍了以上几种新型太阳能电池的工作原理和最新进展,并对其发展前景作了分析和预测.     

薄膜太阳能电池明年量产

日本本田公司准备量产的是利用铜-铟-镓-硒（CIGS）化合物薄膜的太阳能电池，由本田工程公司开发．模块转换效率约为12％，接近过去的硅太阳能电池的水平，同时生产过程中必须的能耗可控制到现有硅太阳能电池的一半，少排放二氧化碳50％．该太阳能电池，预计销售将于2007年秋在全日本展开．     

有机太阳能电池的研究进展

能量转化效率低是有机太阳能电池实现商业化生产的一个瓶颈,因此,制备高性能太阳能电池的关键之一是提高能量转化效率（ηp）,文章介绍了有机太阳能电池的工作原理,论述了目前有机太阳能电池的研究现状,重点从提高有机太阳能电池的开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、光电转换效率（ηEOE）和填充因子（FF）等几方面分析总结了提高有机太阳能电池能量转化效率的几种有效途径,并简要阐述了有机太阳能电池稳定性的研究进展．     

减反膜对单晶硅太阳能电池性能的影响分析

在太阳能电池效率的评价中，电池材料、掺杂浓度、扩散长度等都是比较重要的参数，合理地改变相关参数可以优化太阳能电池的性能，提高电池效率。此外，在太阳能电池表面镀一层具有减反作用的光学薄膜（简称减反膜）也是提高电池效率的重要手段。以提高电池效率为目标，对单晶硅太阳能电池的掺杂浓度和扩散长度等微观参数进行计算优化，分析了掺杂浓度和扩散长度变化对电池效率的影响。并在此基础上分析了不同类型的减反膜对于电池效率的影响，给出了最佳减反膜材料及其膜系厚度，并且结合镀膜后电池量子效率的变化验证了其准确性。结果表明，在优化电池掺杂浓度和扩散长度的基础上，选择合适的减反膜，电池效率最高可达20.35%，相比于优化前提高了8.25%。     

太阳能电池基本特性测定实验

对传统的“太阳能电池伏安特性测量”实验进行改进，利用光功率测定仪和滤色片，定量分析在不同光强照射下以及在不同截止波长的光照射下，太阳能电池特性参量的变化规律，并测量了半导体材料的禁带宽度．     

光照强度对太阳能电池特性影响的实验研究

为研究光照强度对太阳能电池特性的影响,以改变光照距离的方法收集了相关数据,对太阳能电池的特性作了初步的分析和讨论,得出了太阳能电池开路电压、短路电流、内阻、最大输出功率、最佳负载电阻及填充因子与光照强度的关系,且发现一定光照下最佳负载电阻低于该光照下太阳能电池的内阻。     

异质结及其技术在新型硅基太阳能电池中的应用

文章综述了异质结及其技术在新型硅基太阳能电池中的应用.从太阳能电池特性角度,点评了其在晶体硅、非晶硅薄膜太阳能电池及新结构太阳能电池应用中的研究热点和研究现状.在此基础上,讨论了其在不断与晶体硅、薄膜硅太阳能电池融合中的发展动态.     

硅薄膜太阳能电池研究的进展

从制备方法、材料和结构的观点出发,概述非晶硅（a-Si)和多晶硅（poly-Si)薄膜太阳能电池研究的进展。对非晶硅特别是对多晶硅薄膜太阳能电池研究的重要结果进行了讨论。阐述非晶硅太阳能电池的各种应用,并对其光电系统进行介绍。对太阳能电池新产品如太阳能电池屋顶瓦及超轻灵活的太阳能电池的开发也作了简介。对由太阳能电池提供动力的空调设备作了叙述。讨论所得出的创新方案。     

太阳能电池简析

探讨了其他能源无法比拟的太阳能电池的原理、表征参量、当今的几种太阳能电池、产业现状及其发电应用前景。     

光电化学电极的研究及其在太阳能转化方面的应用

TiO2半导体光电极的发现引发了科学界大量关于半导体光电极的研究.目前,对TiO2的掺杂,对新材料的探索以及对异质结的深入研究,目的都是为了提高半导体光电极的太阳光利用效率.敏化太阳能电池的出现是半导体光电极在实用化方面迈进的一大步.文章简述半导体光电极的研究历史,并对该领域将来的研究方向进行了展望。     

Characterising dye-sensitised solar cells

In today's society there is a vast and in many cases not fully appreciated dependence on electrical power for everyday life. Furthermore, with growing energy and environmental concerns arising due to fossil fuel depletion and climate change/global warming, ever increasing attention is being given to alternative and/or renewable sources of energy such as biomass, hydropower, geothermal, wind and solar energy. Devices such as photovoltaic cells are therefore of enormous importance. The more widely used and commercially available silicon (semiconductor) based cells currently have the greatest reported efficiencies and have received considerable attention. However the manufacturing of these cells is complex and expensive due to the cost and difficulty of producing and processing pure silicon. One alternative technology being explored is the development of dye-sensitised solar cells (DSSCs) or Grätzel cells. In this paper we report on our current work to develop simple test equipment and optoelectronic models describing the performance and behaviours of DSSCs. We describe some of the background to our work and also some of our initial experimental results. Based on these results we aim to characterise the opto-electrical properties and bulk characteristics of simple dye-sensitised solar cells and then to proceed to test new cell compositions.     

两级透射-反射聚光分频电热联产系统设计和分析

在传统聚光条件下的太阳能光伏发电系统中,由于太阳光中存在所有波段的光子,而其中只有一部分能够被太阳电池用来发电,其余的部分进入太阳电池之后非但不会被用于发电,反而会变成热量使太阳电池升温,从而使电池光电转换效率下降．本文设计了一种聚光且具有分频功能的太阳能电热联产系统,利用线聚焦菲涅尔透镜和光谱选择性透过涂层改善太阳电池表面的入射光环境,在聚光的同时将不利于光伏发电的太阳光波段反射并加以收集利用．分析结果表明,与相同条件下传统的只进行聚光的光伏系统相比,两级透射一反射聚光分频电热联产系统具有更高的太阳能利用效率．     

Third generation photovoltaics

We review recent progress towards increasing solar cell efficiencies beyond the Shockley‐Queisser efficiency limit. Four main approaches are highlighted: multi‐junction cells, intermediate‐band cells, hot carrier cells and spectrum conversion. Multi‐junction cells use multiple solar cells that selectively absorb different regions of the solar spectrum. Intermediate‐band cells use one junction with multiple bandgaps to increase efficiencies. Hot‐carrier cells convert the excess energy of above‐bandgap photons into electrical energy. Spectrum conversion solar cells convert the incoming polychromatic sunlight into a narrower distribution of photons suited to the bandgap of the solar cell.     

光学与太阳能

开发资源丰富、可再生,清洁的新能源是全球一项紧迫的战略任务.在概述现有能源技术的基础上,从光学和光学技术角度重点对太阳能的直接利用、太阳能电池以及太阳能分解水制氰进行了分析.指出了利用简单有效的太阳能跟踪聚焦系统,以及耐热、低损耗、低成本和宽光谱传输的空芯塑料光纤,可以加大对太阳能的直接利用和普及推广;在太阳能电池方面,应重点研究和发展各种薄膜太阳能电池,采用对可见、紫外和红外光谱吸收的、具有不同带隙的复合材料和采用多结器件,以进一步提高电池的转换效率和降低成本;在太阳能分解水制氢方面,应该把直射到地球表面的、从紫外-可见-红外的宽太阳光谱,利用空腔辐射器作一个变换,转换成绝大部分位于水分子有强烈吸收带的红外区.同时利用催化剂(敏化剂),对水进行红外光催化分解反应,或者利用红外多光子离解这有可能取得工业化规模制氢的突破.     

太阳电池新进展

介绍了各种太阳电池技术和发展概况 ,其中晶硅太阳电池技术发展比较成熟 ,商业化程度最高 ,许多技术和理论问题带有普遍性 ,对其他电池的研究开发有借鉴作用 ,文章对此作了较详细的介绍 .薄膜电池是未来发展方向 ,文章对目前国际上研究得最多的几种薄膜电池 ,如非晶硅 (a Si)、碲化镉 (CdTe)、铜铟硒 (CuInSe2 ,CIS)、多晶硅、染料敏化TiO2 等电池的技术发展概况作了介绍 ,并简要说明了不同电池的商业化生产情况 .     

Cu元素对Cu(In,Ga)Se_2薄膜及太阳电池的影响

Cu元素成分对Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜材料的电学性质及其电池器件性能有很重要的影响.本文利用蒸发法制备了贫Cu和富Cu的CIGS吸收层(0.7Cu/(Ga+In)1.15)及相应的电池器件.扫描电镜和Hall测试发现,富Cu材料的结构特性(晶粒大、结晶状态好)和电学特性(电阻率低、迁移率高等)优于贫Cu材料,而性能测试表明贫Cu器件的效率优于富Cu器件.变温性能测试分析表明,贫Cu器件的主要复合路径是体复合,激活能与CIGS禁带宽度相当;富Cu器件的主要复合路径是界面复合,其激活能远小于CIGS禁带宽度,这大大降低了开路电压Voc,从而降低了电池效率.最后利用蒸发三步法制备了体材料稍富Cu表面贫Cu的CIGS吸收层,降低了短路电流和开路电压的损失,获得了超过15%的电池效率.     

Photovoltaic cells technology: principles and recent developments

Solar energy is one of the renewable energy resources that can be changed to the electrical energy with photovoltaic cells. This article accomplishes a comprehensive review on the emersion, underlying principles, types and performance improvements of these cells. Although there are some different categorizations about the solar cells, but in general, all of them can be divided to crystalline silicon solar cells, thin film technology, III–V multijunction cells, dye-sensitized solar cells, polymer solar cells and quantum structured solar cells. Thin film technology is investigated in two non-crystalline silicon solar cells and chalcogenide cells. We present a complete categorization of solar cells and discuss the recent developments of different types of solar cells. Indeed, this paper covers almost all of the development processes of solar cells from their emersion in 1939 up to now. Also, due to substantial effects of the light trapping techniques on the improvements of the solar cells, a comprehensive study has been carried out.     

太阳能热利用技术概况

太阳能是理想的可再生能源.太阳能热利用技术目前还处于发展时期.文章对太阳能热利用成熟技术、先进技术以及当前研究的中心问题进行了简要的概述.成熟技术部分主要包括热水器、太阳灶、太阳房等广为人们使用的太阳能热利用技术;先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术,包括太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能制氢、太阳能海水淡化及太阳能烟囱发电等;在当前研究的中心问题部分,主要论述了解决太阳能热利用的关键技术问题.     

菲涅尔透镜聚光对光伏发电效率的实验研究

介绍了将菲涅尔透镜前置于太阳能电池板适当位置以提高转换效率的实验研究。通过测试单晶硅、多晶硅电池单元加聚焦透镜前、后,以及改变不同入射角度照射单晶硅、多晶硅电池单元对输出伏安特性的影响,得出增加透镜聚光可以有效提升太阳能的转换效率,同时需要保证光源垂直入射。