太阳能电池陷光结构辐射特性研究

本文分析了不同微结构、电池厚度对太阳能电池光损失的影响,提出了一种新的电池陷光结构。运用时域有限差分法(FDTD)仿真了该类太阳能电池陷光结构中光传输过程,获得了不同波源入射下陷光结构电池的储能特性和光捕获特性,优化设计了最佳陷光结构并分析了其光捕获性能。     

基于石墨烯基电极染料敏化太阳能电池的研究进展

对近几年石墨烯基电极染料敏化太阳能电池的研究成果进行了追踪,分析了多种改性石墨烯电极应用于染料敏化太阳能电池后能量转换效率变化的原因,深入研究了改善石墨烯对电解质的还原电催化反应活性物理机理,为解决该电池存在的问题理清了思路,对该方向未来的研究工作给出了建议,探索和制备新材料以进一步打破石墨烯的层间堆叠是提高该电池性能的关键。     

基于石墨烯基电极染料敏化太阳能电池的研究进展

对近几年石墨烯基电极染料敏化太阳能电池的研究成果进行了追踪,分析了多种改性石墨烯电极应用于染料敏化太阳能电池后能量转换效率变化的原因,深入研究了改善石墨烯对电解质的还原电催化反应活性物理机理,为解决该电池存在的问题理清了思路,对该方向未来的研究工作给出了建议,探索和制备新材料以进一步打破石墨烯的层间堆叠是提高该电池性能的关键。     

一维和双层二维光子晶体太阳能电池背反射器

利用a-Si∶H和SiO2等介质,设计了一种由一维光子晶体和双层二维光子晶体组成的非晶硅薄膜太阳能电池背反射器.利用时域有限差分法对该背反射器在入射光波长范围为300~1 100nm波段的反射率和透射率进行仿真,计算不同结构参量下非晶硅太阳能电池短路电流密度并进行比较分析,最终得到了最佳背反射器结构.结果表明:设计的太阳能电池背反射器能够有效地延长入射光在太阳能电池吸收层的传播路径,有助于缓解太阳能电池吸收层厚度对电池吸收效率的影响,提高了电池吸收层对入射光的吸收效率.一维光子晶体和双层二维光子晶体结构的背反射器可以大幅度提高电池的光捕获能力,将非晶硅薄膜太阳能电池的短路电流密度提高到31.96mA/cm2,较常用的Ag/ZnO背反射器结构非晶硅薄膜太阳能电池提高了51.0%.     

PbS量子点在荧光集光太阳能光伏器件上的应用

荧光集光太阳能光伏器件在平面光波导效应的作用下实现等效聚光,可以减少太阳能电池的用量,有效降低光伏发电的成本。将胶体化学法制备的吸收和发射在近红外波段的单分散球状PbS量子点荧光材料封装于两片光伏超白玻璃间的正己烷溶液中,构成溶液夹层封装的平面光波导,并和效率为17%的单晶硅太阳能电池耦合,制作出了吸收在700～1000nm,效率约为1.31%的近红外荧光集光太阳能光伏器件。     

基于阳极氧化铝纳米光栅的薄膜硅太阳能电池双重陷光结构设计与仿真

本文提出了表面和底部均带有阳极氧化铝(AAO)纳米光栅的薄膜硅太阳能电池双重陷光结构,利用FDTD软件仿真研究了AAO纳米光栅的周期、厚度和占空比对薄膜硅太阳能电池短路电流密度的影响,并对AAO结构参数进行了优化.仿真结果表明,表面AAO最佳结构参数是周期440 nm,厚度75 nm,占空比0.5,底部AAO最佳结构参数是周期380 nm,厚度90 nm,占空比为0.75.双重AAO组合陷光结构可有效增加薄膜硅太阳能电池在280—1100 nm范围内的光吸收,吸收相对增强可以达到74.44%.     

MoS2纳微薄膜激光非线性透射的调控研究

超短飞秒脉冲激光(脉冲时间<40 fs)有独特的热效应机理, 但尚无针对其设计的光限幅保护膜. 本文采用易于产业化的离散-旋涂法制备了MoS₂纳微薄膜(厚度150–200 nm). 光限幅测试结果表明, 针对超短脉冲激光, 此纳微薄膜在低光强下增透, 高光强下减透(光限幅); 且能通过改变入射波长, 调控其光限幅阈值, 可用于聚光太阳能电池的效率增强和损伤保护.利用此方法, 对已商用的砷化镓太阳能电池进行涂膜, 发现转换效率降低<3%, 但损伤阈值提高>50%.     

叠层荧光集光太阳能光伏器件的性能模拟和优化

荧光集光太阳能光伏器件可以减少太阳能电池的用量,有效降低光伏发电的成本.相对于单层荧光 集光太阳能光伏器件,叠层荧光集光太阳能光伏器件能分波段充分利用太阳光谱,提高荧光集光太阳能光伏 器件的效率,进一步降低光伏发电的成本.但是,叠层荧光集光太阳能光伏器件涉及较多的参量,难以通过实验 优化.本文分析了从单层到叠层荧光集光太阳能光伏器件的全部物理过程,建立了数学模型,并相应编制了 计算机模拟软件.运用上述软件,系统研究了器件尺寸、太阳能电池的带隙对光电转换效率的影响.     

二维复合光栅减反膜的制备及其在太阳能电池中的应用

提出了利用二维复合光栅减小晶硅太阳能电池界面反射进而提高其光电转换效率的方法。该复合光栅是使用柔性聚二甲基硅氧烷材料对一维光栅进行纵向表面处理形成褶皱制备而成。扫描电子显微镜像显示二维复合光栅由纳米褶皱纵向均匀有序地分布在一维光栅表面。理论与试验证明与一维光栅相比,这种特殊形貌的二维复合光栅具有更加优越的抗反射性能,可更加有效地提高电池的转换效率。另外,二维复合光栅结构应用环氧树脂封装的太阳能电池表面可以减小灰尘颗粒粘附,提高材料表面的疏水性及表面的自清洁能力。     

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．     

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.     

Ag-ZnO混合薄膜在聚合物太阳能电池中的应用

采用旋涂法研制了Ag浆SC100-ZnO混合薄膜,系统研究了不同混合比例SC100∶ZnO薄膜作为电子传输层或光散射层对聚合物太阳能电池器件性能的影响,并讨论了其中存在的物理机制。研究发现,采用少量SC100(1%和2.5%)混合的薄膜作为光散射层,可以提高器件的性能参数(短路电流密度和填充因子),器件的光电转换效率分别提高了4.4%和5%。     

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。     

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.     

硅太阳能电池实验中温度效应的实验研究

硅太阳能电池特性研究是国内众多高校开设的大学物理实验之一。本文研究了温度变化对硅太阳能电池参数测量及最大输出功率造成的不利影响,提出了两种改进方案并进行了实验验证。通过研究发现,在硅太阳能电池表面增加散热装置一方面可以有效地降低该实验中数据测量值的不稳定性,另一方面可进一步提高硅太阳能电池的最大输出功率。另外,本文还研究了温度和温差发电片输出功率之间的关系,并用温差发电片的电流电压补偿硅光电池的输出功率。显然,如将温差发电片补充到硅太阳能电池实验中,可提高硅太阳能电池的光电转换效率。     

光管理在晶体硅电池中的应用

光管理是提高晶体硅太阳能电池光吸收和短路电流（Jsc）进而提高转换效率的重要因素之一。本文回顾了最常见的光管理方式,包括表面抗反射、散射以及陷光等。为了降低晶体硅电池的表面反射损失,开发了多种表面抗反射结构。例如,仿生蛾眼结构利用渐变折射率实现了宽光谱低反射率,其表面反射率可达1％以下。随着晶体硅电池衬底减薄,光管理要求更加严格,除了在更宽波长范围内达到超低反射率外,还需要在更高的入射角范围内实现低反射率。此外,利用前表面散射以及背表面陷光结构提高红外光的吸收光程对于晶体硅电池特别是薄衬底晶体硅电池的有效光吸收具有重要意义。     

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.     

光照角度对太阳能电池特性影响的实验研究

简要介绍了太阳能电池特性实验的原理及实验内容.为了探究光照角度对太阳能电池特性的影响,对传统的太阳能电池特性测量实验进行了改进,使得照射光源的角度及太阳能电池板的倾角可调,并从二维层面研究了光照角度对太阳能电池输出特性的影响,得出了输出功率与角度的二维关系曲线.     

钙钛矿太阳能电池的稳定性因素及封装提升性能（英文）

钙钛矿太阳能电池作为第三代新概念太阳能电池,具有光电转换效率高、成本低和加工灵活等优点,近年来发展迅速,虽然其光电转换效率逐渐可与硅电池相媲美,已接近工业应用水平,但钙钛矿太阳能电池工业应用核心问题是其稳定性。如何使钙钛矿太阳能电池长期保持高效率是研究人员需要解决的最大问题。目前,封装作为解决钙钛矿太阳能电池外部稳定性问题的手段之一已经被广泛研究,良好的封装不仅可以解决器件的稳定性问题,还可以保证器件的安全性,延长使用寿命。本文简要介绍了影响钙钛矿太阳能电池稳定性的因素及稳定性测试的条件。最后介绍了钙钛矿太阳能电池的不同封装结构、封装工艺和封装材料对封装性能的影响。随着封装研究的不断深入,研究人员将不断优化和解决存在的问题,最终实现钙钛矿太阳能电池的大规模产业化应用。