直接键合的三结太阳能电池研究

本文研制了直接键合的三结GaInP/GaAs/InGaAsP太阳电池.直接键合技术可以减少晶格不匹配的材料在外延生长过程中产生的线位错和面缺陷,将缺陷限制在界面几十纳米的薄层而不向内扩散,是未来实现高效多结电池的发展趋势之一.此类电池国内鲜有报道.本文键合三结电池的键合界面采用p+GaAs/n+InP结构,得到电池开路电压3.0 V,在电池结构没有优化的情况下获得效率24%,表面未做减反膜.开路电压表明三结电池实现了串联,为单片集成的高效多结电池提供了新的途径.对实验结果进行了分析并给出了改进措施.     

选择性发射极晶体硅太阳电池的二维器件模拟及性能优化

利用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池(SE电池)进行了器件模拟和参数优化的研究.在对丝网印刷磷浆法制备的SE电池的实测典型电流-电压曲线实现完美拟合的基础上,全面系统地研究了栅线、基区、选择性发射区和背表面场层等的参数对电池性能的影响.模拟表明:基区少子寿命、前表面复合速度和背表面复合速度是对电池效率影响幅度最大的三个参数.在所研究的参数范围内,当基区少子寿命从50μs上升到600μs时,电池效率从18.53%上升到19.27%.低的前表面复合速度是使发射区方块电阻配比优化有意义的前提.要取得理想的电池效率,背表面复合速度需控制在500 cm/s以下.此外,对于不同的前表面复合速度,电池效率的最大值总是在50—90Ω/□的重掺区方阻、110—180Ω/□的轻掺区方阻的范围内取得.对不同的栅线数目,重掺区宽度与栅线间距之比为32%时,电池的效率最高.另外,在主栅结构保持较低面积比率的前提下,主栅数目的增加也可提高效率.最后,通过优化p型SE电池的效率可达到20.45%.     

GaAs多结电池宽光谱ZnS/Al2O3/MgF2减反射膜的设计与分析

 为了提高砷化镓(GaAs)多结太阳电池的光电转换效率,设计了宽光谱(300 nm～1 800 nm)ZnS/Al2O3/MgF2三层减反射膜,分析了各层的厚度及折射率对三层膜系有效反射率的影响。结果表明： 对于整个波长,ZnS厚度对有效反射率的影响要大于Al2O3和MgF2,MgF2厚度对有效反射率的影响最小;适当减小MgF2的折射率或增加ZnS的折射率可得到更低的有效反射率。同时,当 ZnS,Al2O3和MgF2的最优物理厚度分别为52.77 nm,82.61 nm,125.17 nm时,此时最小有效反射率为2.31％。     

电工所制备出转化效率达14.4%的CdTe薄膜太阳能电池

<正>日前,中国科学院电工研究所化合物薄膜太阳电池研究组在CdTe多晶薄膜电池上取得新进展,该团队在普通廉价玻璃上制备出了厚度仅为2μm的CdTe多晶薄膜,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达到14.4%,距2012年报道的12.78%转化效率又上了一个台阶。CdTe为直接带隙半导体,室温带隙宽度为1.45 eV,带隙值与太阳光谱非常匹配。CdTe吸收系数大于     

掺杂型有机太阳电池的研究进展

在有机太阳电池中,掺杂对改善电池的性能起着重要的作用。本文详细分析了器件的掺杂类型、掺杂不同材料对器件的能量转化效率、寿命以及稳定性的影响,综述了国内外相关研究成果。结果表明,给、受体掺杂能够提高光吸收和激子解离效率以及电子或空穴的迁移率,此外,通过阴、阳极缓冲层掺杂可以调整缓冲层的能级以及增大其导电性。笔者希望通过本文为其他掺杂材料在有机太阳电池中的成功应用提供有益的实验思路。     

多吡啶钌染料和有机染料共染色的钴基敏化太阳电池

具有低费米能级的外球电子媒介体的开发带来了染料敏化太阳电池性能的重大进展.针对这种快复合器件,通过精细的调控二氧化钛表面的染料包覆层结构来有效抑制界面电荷复合是目前该领域的一个重要研究主题.在本文中,利用高吸收系数的多吡啶钌染料与具有三维立体结构的有机给受体染料对二氧化钛薄膜进行共染色.基于邻菲罗啉钴氧化还原电对,相对于纯钌基染料染色的器件,瞬态吸收与瞬态光电压衰减测试表明具有三维立体结构的有机染料的引入不仅提高了电子注入效率,还同时减慢了二氧化钛中的电子与氧化态染料及电解质中的电子受体之间的复合反应速率,使器件开路电压从808 mV提升到883 mV.这种界面光活性层微结构变化诱导的电子注入效率的改善和电荷复合的减慢还过补偿了因薄膜光吸收减弱带来的不利影响,获得了更大的光电流输出,在模拟AM1.5太阳光辐照条件下器件功率转换效率从8.5%提升到10.3%.     

太阳模拟器的光谱设计实验研究

通过对太阳模拟器的光谱测试研究发现:未采用滤光片的太阳模拟器中氙灯辐射的800~900 nm,900~1100 rm红外波段占总光谱波段400~1100 nm的百分比远远大于国际标准规定的匹配度,导致其相对光谱的能量分布不能满足A级或B级要求,严重影响太阳电池的测试结果.因此,该模拟器通过加入特别设计的滤光片对光谱加以...     

非晶/微晶过渡区内材料性能及电池的研究

本文采用甚高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,通过调节硅烷浓度,获得了系列硅薄膜材料,并用拉曼散射光谱和X射线衍射光谱对材料的结构特性进行了测试分析,同时还使用原子力显微镜观察比较了薄膜的表面形貌。结果发现:在非晶/微晶过渡区内存在着一个光敏性较大的区域,这个区域内的材料晶化率为零,但是表面存在一些微小的晶粒;与拉曼散射光谱相比,X射线衍射光谱对微小的晶化更加敏感。以这部分材料作为太阳电池的本征层,在SnO2衬底上制备了p-i-n型太阳电池,电池的初始开路电压(Voc)达到了0.891V。     

碘化钾对两步法制备钙钛矿薄膜及其电池性能的影响

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因具有光电转化效率高和制备成本低廉等优点而备受关注.钙钛矿薄膜中的缺陷是限制钙钛矿电池性能进一步提升的重要因素,而缺陷调控又依赖于薄膜制备方法的发展和进步.两步法是制备钙钛矿薄膜和电池的主要方法之一,但目前对在两步法前驱液中引入添加剂如何影响钙钛矿薄膜结晶过程和缺陷密度的认识不足.本工作致力...     

航天器太阳阵多体展开的动力学分析

本文研究航天器太阳阵多体系统展开过程的动力学问题.文中引入 Denavit-Hartenberg 座标系及齐次座标变换理论对系统进行描述,应用 Kane 动力学方程建立了太阳阵展开和撞击动力学模型,编制了仿真软件 K-DIDAS,并对带大型太阳阵的航天器进行了多体系统展开动力学分析计算,给出了供工程应用的有关数据和参数.