异质结太阳电池硅衬底绒面陷光结构的优化

硅异质结(SHJ)太阳电池作为备受关注的新型高效太阳电池,是在单晶硅表面沉积非晶硅薄膜制备而成的。将绒面结构的单晶硅衬底应用于异质结太阳电池,可以减少光的反射,增强光吸收的效率,从而提高太阳电池短路电流密度。利用湿法化学腐蚀对单晶硅衬底表面进行制绒,通过优化影响绒面形貌的几个关键参数,包括异丙醇浓度、时间、衬底类型和硅酸钠的含量,最终通过在n型单晶硅衬底上制绒,使波长为1011 nm处最低反射率从制绒前的34.7%降低到了9.14%,将制绒衬底应用到异质结太阳电池上,短路电流由32.06 m A/cm-2提升到36.16 m A/cm-2,有效地改善了SHJ太阳电池的性能。     

硅异质结电池衬底形貌的修饰及其在电池中的应用研究

对单晶硅衬底制绒可有效增强其陷光作用,提高硅异质结太阳电池的短路电流.但在沉积非晶硅的过程中,制绒衬底的金字塔沟壑处易出现两相式外延生长,降低电池输出特性参数.对此本文采用两种方法修饰制绒衬底的微观形貌,并将其分别应用到硅异质结太阳电池的制备当中.通过混酸溶液对碱制绒后的衬底进行平滑处理,使金字塔形貌更加平滑,电池开路电压由564.6 mV提高到609.4 mV.此外,采用四甲基氢氧化铵替代碱溶液,发现制绒后的衬底不仅具有良好的陷光效果,且其形貌更为平滑,使得电池的开路电压和转换效率均有明显提升.     

氨水浓度对化学水浴法制备CdS缓冲层及CZTSe电池性能的影响

主要研究了化学水浴法沉积CdS薄膜中氨水浓度对薄膜材料特性的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计(UV-Vis)等测试手段对制备的CdS薄膜的结构和光学特性进行了分析.结果表明:不同的氨水浓度条件下均得到立方相CdS薄膜,薄膜沿(111)面择优取向生长.随着氨水浓度增加时CdS薄膜表面逐渐变得致密光滑,CdS薄膜的透过率增强和带隙变宽.在氨水浓度为0.10 mol/L时制备出材料特性最佳的CdS薄膜,其表面紧凑致密无针孔,颗粒大小均匀,将其应用于CZTSe薄膜太阳电池中的缓冲层材料,得到光电转化效率为3.12;的CZTSe薄膜太阳电池(该电池未经任何后硒化处理工艺).     

不同形貌的金字塔结构对硅片表面钝化和异质结太阳电池的影响

在晶体硅表面沉积本征非晶硅层的异质结（SHJ）太阳电池以其高效率、高稳定性、低成本和低温制备等诸多优势被人们广泛关注. 在晶体硅衬底表面制绒,是提高太阳电池效率的有效途径之一. 本文采用四甲基氢氧化铵（TMAH）在硅片表面制备了不同形貌的金字塔结构的硅异质结电池衬底,并应用到电池中. 通过研究不同金字塔的形貌,光学特性以及电学特性,找出提高硅片钝化效果,改善异质结电池的性能的优化的金字塔结构. 结果表明：2%（w）TMAH,10%（w）异丙醇（IPA）可以在硅片表面制得标准四面体金字塔结构. 和其它两种金字塔结构相比较,标准四面体金字塔结构绒面衬底反射率最低,可以提高太阳电池的短路电流密度（J_sc）. 同时,这种结构金字塔形貌可以提高钝化效果,改善电池各项性能参数.     

“类金字塔”状ZnO改善硅异质结电池近红外波段外量子效率

因晶体硅是间接带隙半导体材料,其较低的吸收系数限制了对近红外波段入射光的吸收.为此,引入金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备的ZnO薄膜,并通过改变掺杂流量和沉积时间调节ZnO∶ B(BZO)薄膜的光学和电学性能.将BZO薄膜用于硅异质结(SHJ)太阳电池的背反射电极,相比于传统结构,电池的反射率和外部量子效率在近红外波段得到显著改善.为进一步解释外量子效率增加的原因,在四甲基氢氧化铵(TMAH)湿法制绒的硅衬底上沉积BZO薄膜,得到了新型微纳米嵌套结构,并对其光吸收进行了测试分析.     

不同形貌的金字塔结构对硅片表面钝化和异质结太阳电池的影响

在晶体硅表面沉积本征非晶硅层的异质结(SHJ)太阳电池以其高效率、高稳定性、低成本和低温制备等诸多优势被人们广泛关注.在晶体硅衬底表面制绒,是提高太阳电池效率的有效途径之一.本文采用四甲基氢氧化铵(TMAH)在硅片表面制备了不同形貌的金字塔结构的硅异质结电池衬底,并应用到电池中.通过研究不同金字塔的形貌,光学特性以及电学特性,找出提高硅片钝化效果,改善异质结电池的性能的优化的金字塔结构.结果表明:2%(w)TMAH,10%(w)异丙醇(IPA)可以在硅片表面制得标准四面体金字塔结构.和其它两种金字塔结构相比较,标准四面体金字塔结构绒面衬底反射率最低,可以提高太阳电池的短路电流密度(Jsc).同时,这种结构金字塔形貌可以提高钝化效果,改善电池各项性能参数.     

背接触势垒对a-Si∶H/c-Si异质结太阳电池性能的影响

由载流子输运理论推出a-Si∶ H/c-Si异质结太阳电池的背接触势垒是其J-V曲线出现S-shape现象的原因之一,此时电池内部存在两个串联反偏的二极管,阻碍载流子输运.通过模拟计算验证该结论,发现硅基异质结太阳电池背接触产生的肖特基势垒高度存在最大临界值,高于此值则电池的开路电压、填充因子和转换效率会急剧衰减,而短路电流密度基本不变.