硅基异质结太阳电池新进展

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(SHJ)是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,是高转换效率硅基太阳电池的热点方向之一。本文首先综述了近几年SHJ电池制造工艺技术的进步,包括臭氧清洗硅片、热丝化学气相沉积技术沉积非晶硅薄膜、透明导电薄膜沉积方法和材料的改进,以及新型金属化电极技术在SHJ电池中的应用所取得的进展。然后介绍了结合背面结技术、载流子选择性钝化接触技术的硅异质结电池以及薄型硅异质结太阳电池最新研究情况。进一步分析了与叉指式背接触技术相结合的硅异质结电池、与钙钛矿太阳电池技术相结合的钙钛矿/硅异质结两端叠层太阳电池的研究现状,指出硅基异质结太阳电池是迈向更高效率太阳电池的基石。     

单室沉积高效非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,在前期单室沉积的微晶硅薄膜太阳电池和非晶硅/微晶硅叠层太阳电池研究的基础上,通过对微晶硅底电池本征层硅烷浓度的优化,获得了初始效率达到11.02%(电池面积1.0 cm²)的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池.同时,100 cm²的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的组件效率也达到了9.04%. 关键词： 非晶硅/微晶硅叠层电池 单室 甚高频     

单室沉积非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池的研究

在产业化比较成熟的单室沉积非晶硅薄膜太阳电池基础上,进行了非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池性能优化的研究.在生产线上纯单室沉积的非晶硅/非晶硅叠层太阳电池基础上,通过调节n-p隧穿结并采用自行研制开发的单室微晶硅底电池的沉积路线,获得了单室沉积的光电转换效率达到9.52%的非晶硅/非晶硅/微晶硅三叠层太阳电池. 关键词： 硅基薄膜太阳电池 三叠层 微晶硅     

非晶硅太阳能电池工作原理及进展

自１９７０年以来，非晶硅基合金作为一种新型的电子材料，由于它的优异的光电特性，使它在太阳能电池及其他方面具有广泛的应用前景，从而推动着人们对这类材料特性进行深入研究。近几年国际上有关这方面的研究工作发展迅速，已形成一个新技术产业部门．非晶硅太阳能电池的转换效率和电池面积也都有明显的提高和增大．本文综述了非晶硅材料特性，电池工作原理及最近发展．     

非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响

针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在PI界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度改善内建电场分布,从而提高了电池的收集效率. 进一步引入IN界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%. 关键词： 非晶硅缓冲层 非晶硅锗薄膜太阳电池 带隙 界面     

非晶硅锗电池性能的调控研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术, 研究了非晶硅锗薄膜太阳电池. 针对非晶硅锗薄膜材料的本身特性, 通过调控硅锗合金中硅锗的比例, 实现了对硅锗薄膜太阳电池中开路电压和短路电流密度的分别控制. 借助于本征层硅锗材料帯隙梯度的设计, 获得了可有效用于多结叠层电池中的非晶硅锗电池. 关键词： 非晶硅锗薄膜太阳电池 短路电流密度 开路电压 带隙梯度     

提高非晶硅/微晶硅叠层太阳电池光稳定性的研究

如何提高硅基薄膜太阳电池的光稳定性是硅基薄膜太阳电池研究和产业化过程中非常重要的问题. 为了提高非晶硅/微晶硅叠层电池的光稳定性, 本文首先给出了良好光稳定性非晶硅顶电池的结果, 然后重点研究了N/P隧穿结和微晶硅底电池本征层硅烷浓度梯度对叠层电池光稳定性的影响. 经过初步优化, 连续光照1000 h后非晶硅/微晶硅叠层电池的最小光致衰退率只有7%.     

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 .     

非晶硅/微晶硅叠层太阳电池中间层的研究

叠层结构是提高硅基薄膜太阳电池效率和稳定性的有效方法,其中子电池的电流匹配是提高叠层电池效率的关键,而中间层技术能有效地改善子电池电流的匹配情况。介绍了非晶硅/微晶硅叠层电池的中间反射层和隧道结的结构、特性及材料种类,结合两者的理论基础提出隧穿反射层的概念,分析其工作原理并给出了薄膜材料的选择原则和范围。隧穿反射层在叠层结构中不仅起到常规中间反射层的作用,解决电池内部的陷光问题,还可优化叠层太阳电池的隧道结,解决子电池对光生载流子的有效收集问题。     

染料敏化纳米晶薄膜太阳电池

文章介绍了一种新型的太阳电池——染料敏化纳米晶薄膜太阳电池的基本工作原理、目前研究的重点和进展以及应用前景和存在的问题，文章指出，这种新型的太阳电池以其制作简单并且具有进一步提高效率和降低成本的潜在优势，可以成为非晶硅太阳电池的有力竞争者。     

模拟分析少子复合速率及吸收层对HIT太阳电池性能的影响

采用AMPS-1D程序模拟分析了前后接触少子复合速率以及吸收层的厚度和少子迁移率对非晶硅/单晶硅异质结太阳电池光伏性能的影响.模拟发现,与太阳电池的前接触少子复合速率相比,背接触少子复合速率对太阳电池光伏性能的影响更为显著.吸收层单晶硅的厚度对太阳电池光伏性能的影响要受到单晶硅隙间缺陷态密度以及背接触少子复合速率的制约.当背接触复合占主要地位时,吸收层越厚电池的转换效率越高;当吸收层隙间缺陷复合占主要地位时,电池的转换效率在某一厚度处达到峰值.吸收层的少子迁移率对太阳电池性能的影响,也要受到背接触少子复合速率的制约.当背接触复合速率较低时,少子迁移率越大,电池的转换效率越高;当背接触复合速率较高时,少子迁移率越小,电池的转换效率越高.     

模拟分析少子复合速率及吸收层对HIT太阳电池性能的影响

采用AMPS-1D程序模拟分析了前后接触少子复合速率以及吸收层的厚度和少子迁移率对非晶硅/单晶硅异质结太阳电池光伏性能的影响.模拟发现,与太阳电池的前接触少子复合速率相比,背接触少子复合速率对太阳电池光伏性能的影响更为显著.吸收层单晶硅的厚度对太阳电池光伏性能的影响要受到单晶硅隙间缺陷态密度以及背接触少子复合速率的制约.当背接触复合占主要地位时,吸收层越厚电池的转换效率越高;当吸收层隙间缺陷复合占主要地位时,电池的转换效率在某一厚度处达到峰值.吸收层的少子迁移率对太阳电池性能的影响,也要受到背接触少子复合速率的制约.当背接触复合速率较低时,少子迁移率越大,电池的转换效率越高;当背接触复合速率较高时,少子迁移率越小,电池的转换效率越高.     

非晶硅太阳电池的X射线辐照效应及其低能域光电流光谱观测

本文叙述氢化非晶硅(a-Si:H以下简称非晶硅或a-Si)太阳电池经不同剂量的X射线辐照后光电转换性能的变化情况,还用低能域(入射光子能量hv小于非晶硅光学能隙)光电流光谱法观测了经X射线辐照后,非晶硅太阳电池中局域能级的增加状况,为非晶硅太阳电池将来在航天技术中的应用提供实验数据,实验表明,X射线的辐照效应比可见光强得多,故它可以用来快速鉴定各种非晶硅太阳电池的长期稳定性。 关键词：     

非晶硅太阳电池宽光谱陷光结构的优化设计

陷光是改善薄膜太阳电池光吸收进而提高其效率的关键技术之一. 以非晶硅（α-Si）薄膜太阳电池为例,设计了一种新的复合陷光结构：在Ag背电极与硅薄膜之间制备一维Ag纳米光栅,并通过保形生长在电池前表面沉积织构的减反膜. 采用有限元数值模拟方法,研究了该复合陷光结构对电池光吸收的影响,并对Ag纳米光栅的结构参数进行了优化. 模拟结果表明：该复合陷光结构可在宽光谱范围内较大地提高太阳电池的光吸收;当Ag纳米光栅的周期P为600 nm,高度H为90 nm,宽度W为180 nm时,在AM1.5光谱垂直入射条件下α-Si薄膜电池在300–800 nm波长范围内总的光吸收较无陷光结构的参考电池提高达103%,其中在650–750 nm长波范围内的光子吸收率提高达300%以上. 结合电场强度分布,对电池在各个波段光吸收提高的物理机制进行了分析. 另外,该复合陷光结构的引入,还较大地改善了非晶硅电池对太阳光入射角度的敏感性. 关键词： 非晶硅太阳电池 陷光 银纳米光栅 数值模拟     

对硅薄膜型太阳电池的一些思考

在当前迅速发展的绿色环保能源中,硅太阳电池一直占据着首要地位.然而晶体硅太阳电池(单晶硅和多晶硅)由于价格昂贵和材料短缺已不能满足绿色能源快速发展的需要.因此,薄膜型太阳电池已经被视为今后发展的主要方向.非晶硅薄膜太阳电池虽然在性能上还具有不少缺点,但随着薄膜沉积技术的改进以及膜本身质量的不断提高,它在太阳电池领域中仍占有一席之地.多晶硅薄膜太阳电池集晶体硅与非晶硅电池的优点为一体,也受到人们的关注.然而,后起之秀纳米硅薄膜太阳电池,依靠其本身的优越性以及当前纳米技术的进展,将会成为一个新的亮点.     

非晶硅太阳电池光照J-V特性的AMPS模拟

运用AMPS(Analysis of Microelectronic and Photonic Structures)模拟分析了TCO/p_a_SiC:H/i_a_Si:H/n_a_Si:H/metal结构的异质结非晶硅太阳电池中的p/i界面的价带失配以及TCO/p,n/metal界面接触势垒对电池光电特性的影响.分析总结了非晶硅基薄膜太阳电池中J-V曲线异常拐弯现象的种类和可能原因.     

柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池界面处理的研究

通过实验和模拟计算对比分析了i/p界面过渡层对太阳电池性能的影响．结合具体实验工艺参数,模拟计算了不同带隙和缺陷态密度的过渡层对太阳电池的影响,同时结合实验情况重现了宽带隙高缺陷态密度过渡层对太阳电池的损伤,为实验结果提供了理论依据．通过优化调整i/p界面过渡层的制备方法得到了转换效率为7.09%的聚酰亚胺衬底非晶硅薄膜太阳电池． 关键词： 柔性衬底 太阳电池 AMPS 模拟计算     

模拟研究p型a-Si∶H对HIT太阳电池性能的影响

使用AFORS-HET软件模拟研究HIT太阳电池能带结构,讨论了发射区p型反转层的形成及影响因素,及其对电池性能的影响。结果表明:在n型单晶硅内,与p型非晶硅异质结界面处,形成p型反转层;p-Si∶H的掺杂浓度可调节费米能级位置,进而影响反转层的形成。HIT电池类似于p-n同质结电池,p型反转层作为太阳电池发射层,对太阳电池的性能起决定性作用。     

高频等离子体沉积技术的研究近况

高频等离子休沉积是高频放电等离子体化学气相沉积的简称,是近二十年来进展异常迅速的固体薄膜制备技术.在半导体工业中,这种技术已成为大规模集成电路干式生产工艺流程中的重要环节.自1973年以来,英国、美国、日本相继利用这种技术制成了氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜.如美国能量转换器件公司拥有能连续制造宽度为～30cm 的非晶硅薄膜太阳电池的大规模生产车间,电池效率达10.1±0.3%.日本大皈府立大学研制成功非晶硅感光鼓,并由京都陶瓷株式会社投入了批量生产.这样便确立了高频等离子体化学气相沉积技术在太阳电池、光电子材料领域的独特地位.…     

非晶硅太阳能电池研究动向

氢化非晶硅材料对太阳光比通常的晶体硅材料具有较好的吸收特性,因此用非晶硅材料做太阳能电池所需材料较少.此外非晶硅可制成大面积薄膜太阳能电池组件,有大大降低电池造价的前景.因此国际上对非晶硅材料及电池等器件投入了较大的研究力量.近几年已在非晶硅太阳能电池转换效率