背表面沟槽型高效背接触太阳电池的输出特性研究

利用TCAD半导体器件仿真软件对背表面沟槽型高效插指背接触(Interdigitated Back Contact,IBC)单晶硅太阳电池的输出特性和沟槽结构参数进行了优化研究.全面系统地分析了在衬底少子寿命较低的情况下,沟槽深度和沟槽数量对沟槽型IBC太阳电池光电流分布、外量子效率、短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响.仿真结果表明:背表面沟槽结构对低衬底少子寿命的产业化IBC太阳电池的电学性能具有显著的改善作用.采用沟槽结构有利于产业化IBC太阳电池外量子效率的提升,对于短波段外量子效率的改善效果尤为显著.采用沟槽结构有利于增大发射结面积、缩短光生载流子输运路径、降低光生载流子输运过程中的复合损耗,对产业化IBC太阳电池短路电流密度有明显提高.采用沟槽结构可显著提高产业化IBC太阳电池的转换效率.对于衬底少子寿命为50μs的产业化IBC太阳电池,其转换效率为18. 56%.当沟槽数量为6且沟槽深度为100μm时,沟槽型单元IBC太阳电池的转换效率达到21. 87%,与衬底少子寿命为300μs情况下的产业化IBC太阳电池的转换效率相当.     

用定向凝固法制成太阳电池用的高效多晶硅锭

太阳能是取之不尽、用之不竭的能源.随着地球上能源的大量消耗,太阳电池的地面发电越来越受到各国重视,其应用日趋广泛.硅是研制太阳电池的主要材料.近年来,国外太阳电池的发展十分迅速,硅材料用量每年约以百分之百的速率增长.美国已制成兆瓦级太阳电池发电站.据估计,美国太阳电池发电能力到2000年可达全国总发电能力的20%.近几年来,我国太阳电池发电也发展较快,但由于成本较高,还只在航海、铁路、军     

几种新型钙钛矿太阳电池的概述

基于钙钛矿太阳电池巨大的发展潜力,简要的概述了钙钛矿太阳电池的发展历程,并阐述其基本工作原理;同时总结了AZO基底钙钛矿太阳电池和三种基于钙钛矿与硅薄膜相结合的新型钙钛矿电池结构:钙钛矿硅薄膜复合太阳电池、新型双面钙钛矿太阳电池和硅基钙钛矿叠层太阳电池.最后,展望了未来开发新型钙钛矿太阳电池的努力方向及其发展前景,为进一步研究钙钛矿太阳电池提供一定的参考.     

叠层太阳电池的研究进展

由不同禁带宽度的子电池组合成的叠层太阳电池,可以有效增加太阳电池对入射光子的能量吸收,以达到提高其转换效率的目的.本文评述了各类叠层光伏器件,如化合物叠层太阳电池、硅基叠层太阳电池、聚合物叠层太阳电池和染料敏化叠层太阳电池的光伏性能与研究进展,并提出了提高叠层太阳电池转换效率提高的某些技术对策.     

基于matlab/simulink的太阳电池模型

根据硅太阳电池工程用数学模型,在matlab/simulink仿真环境下建立了硅太阳电池模型.该模型充分考虑了环境温度的变化对太阳电池工作温度的影响,运用实际测试数据拟合出太阳电池温度与环境温度变化的关系式,并且给出确切参数.把仿真结果与实际太阳电池组件测量结果进行对比分析,结果表明仿真模块能够较好的模拟太阳电池组件的输出特性,完全能满足工程实际需要.     

GaAs太阳电池减反射膜的设计

利用实际测量的光谱响应结果来对GaAs单结太阳电池减反射膜进行设计优化. 先初步设计单结GaAs太阳电池SiN减反射膜厚度,然后太阳电池片样品进行光谱响应测量. 利用实际测量的光谱响应结果推算电池样品在AM1.5条件下的无反射时光谱响应,根据计算的结果来对GaAs单结太阳电池减反射膜厚度进行设计优化. 优化结果表明83nm为GaAs单结太阳电池单层减反射膜厚度的最优值.     

低效纳米孔晶体硅太阳电池性能研究

晶体硅太阳电池生产中,降低表面反射率能够提高太阳电池短路电流和转换效率.纳米孔硅的表面反射率极低,但报道中所实现的太阳电池输出参数(开路电压、短路电流、填充因子)都低于金字塔结构表面.采用对比法从光学性能、表面微结构和电极接触上对纳米孔硅和金字塔太阳电池进行比较分析,来研究纳米多孔硅太阳电池转换效率的抑制因素.研究表明短时间腐蚀的纳米孔硅太阳电池表面沉积氮化硅钝化膜后的平均反射率提高.长时间腐蚀的纳米孔硅表面沉积氮化硅后在短波段的反射率极低,因此平均反射率小于金字塔结构表面.但是由于纳米孔硅太阳电池的表面复合率高,而孔壁上附着的毛刺不仅会进一步增大表面复合,还会削弱表面钝化效果,因此短波段激发的光生载流子难以被太阳电池利用.所以,光利用和表面复合是抑制纳米孔硅太阳电池开路电压和短路电流的原因,而过大的串联电阻是纳米孔硅太阳电池短路电流和填充因子低的另一个原因.     

基于Matlab的图像处理技术识别硅太阳电池的缺陷

针对硅太阳电池缺陷的检测问题,利用非接触红外检测方法,通过CCD相机获取硅太阳电池的电致发光图像,利用Matlab软件对缺陷部位图像首先进行预处理,然后进行图像分割、特征提取和图像识别,最后判断检测的硅太阳电池的缺陷.结果表明,该方法能够有效识别硅太阳电池的缺陷.     

高效率硅太阳电池

本文从理论上和工艺上论述了高效率硅太阳电池的研制情况,分析了如何提高硅太阳电池的开路电压、填充因子及短路电流密度的措施.文中介绍的硅太阳电池能量转换效率高达18.7％.     

空间太阳电池阵静电放电数值模拟

空间太阳电池阵静电放电引起的新失效模式会对太阳电池阵带来不良影响.根据等效电路原理建立空间太阳电池阵静电放电模型,通过改变不同元件参数模拟不同情况下空间太阳电池阵静电放电的情况,得到空间太阳电池阵一次放电和二次放电的脉冲电流波形.针对一般带电情况并考虑常规太阳电池阵电源参数进行数值模拟,在空间太阳电池阵发生一次放电时,放电脉宽为2~4μs,放电电流幅值为5~10A.当一次放电通路中电阻值一定时,随着电感的增大,电流脉冲幅值逐渐减小,振荡逐渐增多,脉宽逐渐增大.当一次放电通路中电感值一定时,随着电阻的增大,电流脉冲幅值逐渐减小,振荡变化幅度不大,脉宽逐渐减小.在空间太阳电池阵发生二次放电时,放电脉宽为3~4ms,放电电流幅值为0.5~1.0A.当二次放电通路中电阻值一定时,随着电感的增大,电流脉冲幅值变化不大,振荡逐渐增多,脉宽逐渐增大.研究结果可对空间太阳电池阵安全防护提供一定的理论依据.     

空间用高效率硅太阳电池前景广阔

上海航天局下达的“空间用高效率硅太阳电池”课题,由华中理工大学固体电子学系与上海新宇电源厂联合承担研制任务.该课题已于1989年通过了鉴定.所研制的单片硅太阳电池效率高达18.03%(AM1.5,100W/cm~2,28℃,全面积).该技术成果的主要工艺特点是:对PESC硅太阳电池,在国内率先采用超薄热氧化(具有再分布和钝化表面的作用)与浅结密栅相结合的先进工艺.此技术不仅为提高硅太阳电池光电转换效率和太阳电池重量比功率等提供了新的技术,而且也为民用普通硅太阳电池效率的提高指明了途径.     

硅太阳电池解析模型分析与参数修正

通过对硅太阳电池的数学模型的分析,文章给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法,并提出不同光强下硅太阳电池的模型参数修正方法;对硅太阳电池进行了仿真及实验测量;数据分析结果表明,该方法确定的模型在低倍光强下能够反映硅太阳电池的特性.     

柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池

报道了对柔性村底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究结果.首先采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法在不锈钢柔性衬底上制备了微晶硅太阳电池,发现合适的硅烷浓度和引入Ag/ZnO背反射镜可提高微晶硅太阳电池的性能,使之作为叠层太阳电池的底电池.然后将不同厚度的硅基p+/n+隧穿结应用于非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,分析了其对太阳电池电学和光学特性的影响,发现p+层厚度增加后,电池的开路电压提高,短路电流密度减小;随着n+层厚度的变化,电池的短路电流密度和填充因子均存在最佳值.获得了光电转换效率为11.26%(AM1.5,1000W/m2)的不锈钢柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池.并进行了大面积化工作,在不锈钢衬底和聚酰亚胺衬底上分别获得了光电转换效率为5.89%(25cm2,AMO,1353W/m2)和5.82%(4cm2,AMO,1353W/m2)的叠层太阳电池.     

I层对PIN型InGaN太阳电池性能影响的研究

利用wx AMPS软件研究了I层对PIN型In Ga N太阳电池性能的影响及物理机制.通过模拟计算发现,在同质结的PIN型In Ga N太阳电池中,随着I层厚度的增加,In Ga N电池的开路电压几乎恒定,而短路电流增加,因此太阳能转换效率增加.在异质结的PIN型In Ga N太阳电池中,I层与P层和N层的In组分之差变大,会使异质结带阶变大,降低了太阳电池的能量转换效率.研究结果表明,适当选择I层厚度和In组分可以实现太阳电池转换效率提升和成本控制.     

晶体硅太阳电池缺陷分析

晶体硅太阳电池的出现,为人们生活提供了新的便利,但是这种电池在使用中也存在一定缺陷.该文主要对晶体硅太阳电池缺陷进行分析,总结了晶体硅太阳电池的缺陷分类评价体系,从体系标准和缺陷类型的角度,列出常见的缺陷判定方法,然后对两种典型缺陷进行分析,主要有边缘漏电和裂纹,通过这种方式能够使相关人员更加快捷的掌握电池的具体情况,采取相应措施,确保晶体硅太阳电池的问题能够得到及时的修复,解决存在的隐患,让晶体硅太阳电池在使用中更加安全.     

我校自主研制的单晶硅太阳电池转换效率达19.57%

近日,我校华南先进光电子研究院先进材料研究所自主研制开发的背面钝化单晶太阳电池(SM156BSP),经过国家太阳能光伏产品质量监督检验中心的第三方检测机构测试,转换效率为19.57%.研究团队新开发的背面钝化太阳电池,采用新的氧化铝原子层沉积技术与激光技术制备表面钝化层,以降低太阳电池背表面复合速率,从而提高电池的转换效率.通过新技术的应用,背面钝化单晶太阳电池相比     

平带太阳电池的内量子效率

该文对平带同质结太阳电池内各空间区域对内量子效率的贡献,以及总的内量子效率进行了数值计算和分析,发现太阳电池的表面复合速率和各区域宽度均对内量子效率有重要影响.而对绒面结构太阳电池的内量子效率和物理参数关系的理论推导,通过数学变换和高阶近似后所得结果,可归结为与平带同质结相同的形式.不同的是,绒面在显著提高外量子效率的同时,可使电池在中长波范围的内量子效率略有提高,这对于改善太阳电池的光电转换性能起着非常重要的作用.所得结论对设计太阳电池及其表面结构具有指导意义.     

太阳电池能源明日之星

1970年石油危机发生后,太阳电池受到瞩目,开始蓬勃发展,1974年以后太阳电池开始应用在地面上的电力供应。1980年日本将太阳电池成功地应用在电子计算机上.太阳电池开始大量应用在电子消费性产品的领域,例如;计算机、掌上型电动玩具、携带式电灯、花园灯、汽车电池充电器与散热风扇等。使太阳电池的用量大增,十年内价格降低了20倍。太阳电池成为发展最快速的新能源。目前地球上环境污染问题日趋严重,化石燃料所产生的二氧化碳量,每年增加1PPm 以上,造成全球性温度上升的问题。预测     

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.     

线列式分室连续PECVD系统制备弱光非晶硅太阳电池的研究

从非晶硅太阳电池在弱光条件下工作机理的特点出发,研究了不同工艺条件对电池特性参数的影响,介绍了自主研制的先进的线列式分室连续PECVD系统及工艺技术,分析了在该设备上制造出的高质量弱光非晶硅太阳电池的性能.实验结果表明,该工艺技术能够有效提高太阳电池性能质量.