太阳能硅电池表面特性的激光散斑研究

利用激光散斑的方法研究了太阳能硅电池表面的光吸收特性。通过解析被测试物体表面的散斑信息,利用激光散斑对比度和散斑图信息小波熵的方法,对太阳能硅电池的表面形貌进行了研究,讨论了硅电池表面形貌与太阳能电池光转换效率间的关系。结合原子力显微镜和分光光度计的对比测试,研究结果表明:散斑图对比度值和信息小波熵值越大,太阳能硅电池的光转换效率越高。     

ZnO纳米纤维:P3HT:PCBM杂化太阳能电池光性能研究

本文探索在空气中制备高效率ZnO纳米纤维:P3HT:PCBM杂化太阳能电池的方法（简称ZnO:P3HT:PCBM电池），通过调控ZnO纳米纤维的纺丝时间，制备了效率达到2.94%的ZnO:P3HT:PCBM杂化太阳能电池。系统研究了纳米纤维的制备时间对电池光电性能的影响，采用扫描电镜（SEM）、电化学阻抗分析研究了ZnO纳米纤维的微观形貌及电池中的载流子传导特性。     

石墨烯纳米墙/硅纳米线阵列太阳能电池的制备及其性能

硅纳米线阵列(SiNWA)因其优异的陷光性在石墨烯/硅异质结太阳能电池研究中引起了广泛关注.然而平面结构的石墨烯难以与SiNWA形成包覆结构,严重影响了器件的光伏性能.该文采用等离子体增强化学气相沉积法直接在SiNWA上生长石墨烯纳米墙(GNWs),与SiNWA形成核壳结构,增加了器件的有效结区面积并抑制了硅纳米线表面的载流子复合;研究了生长时间对GNWs的晶体质量、光学和电学性能、形貌的影响.结果表明:所制备的GNWs可形成良好的导电网络并表现出p型掺杂;随着生长时间的延长,GNWs的透光性下降,导电性增强,对SiNWA的包覆性变好;当GNWs生长时间为120 s时,制备的GNWs/SiNWA太阳能电池获得了4.11%的最佳光电转换效率.该研究为制备低成本、高效率的石墨烯/硅太阳能电池提供了一条工艺简单而有效的途径.     

钙钛矿太阳能电池中吸光材料的发展现状

钙钛矿材料作为光吸收层的太阳能电池是一种广受关注的新型太阳能电池,其光电转换效率从2009年的3.8%快速增加到2014年的19.3%。综述了钙钛矿材料的光电性质、制备方法和研究进展,分析了其研究趋势及需要解决的问题,并对钙钛矿太阳能电池的未来发展进行了展望。     

CuInS2薄膜太阳能电池发展现状

CuInS2是一种最具前景的太阳能电池光吸收材料。介绍了CuInS2(CIS)太阳能电池的研究和发展现状,以及一种低成本的CIS薄膜太阳能电池产业化技术。展望了CIS薄膜太阳能电池在我国的发展前景。     

激光晶化制备硅量子点/碳化硅多层膜p-i-n结构的光伏特性探索

对不同能量密度激光晶化的硅量子点/碳化硅周期性多层膜的结构与光学性质进行了研究.结果表明,激光晶化技术可以获得晶化的硅量子点并且保持良好的周期性层状结构;随着激光能量密度的增大,多层膜中的硅量子点的晶化率和晶粒尺寸都随之增大,光吸收系数增强,吸收边红移,光学带隙减小.进而初步尝试了对在镀有氧化铟锡(ITO)透明导电电极的玻璃衬底上制备的基于硅量子点/碳化硅周期性多层膜的全硅量子点太阳能电池光伏性能的探索,提出利用KrF准分子脉冲激光晶化技术代替传统的高温退火技术来获得全硅量子点电池的方法,以避免长时间的高温过程对玻璃衬底和ITO膜的破坏,获得了有效面积为0.8cm2的电池.研究发现激光晶化技术制备的全硅量子点电池具有良好的整流特性,并且随着激光能量密度的增大,电池的外量子效率先增大后减小,170mJ·cm~(-2)是最佳的激光晶化能量密度,基于此条件制备的全硅量子点电池初步获得了0.16mA·cm-2的短路电流密度.     

基于Zn_2SnO_4纳米线固态染料敏化太阳能电池光生电荷分离与光电性质研究

采用水热法在不锈钢滤网上制备出Zn2SnO4纳米线.首次通过制备Zn2SnO4纳米线/CBS异质结构来提高复合体系的光生电荷分离效率;逐步改变CBS厚度系统研究了Zn2SnO4纳米线/CBS染料敏化太阳能电池的光电转换效率.结果表明Cu4Bi4S9为1.0μm时,Zn2SnO4纳米线/Cu4Bi4S9异质结具有最强稳态和电场诱导表面光伏效应,对应染料敏化电池最高光电转换效率为4.12%.从光吸收、薄膜厚度、内建电场和能级匹配等几个方面,讨论了异质结和固态染料敏化电池中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

纳米硅薄膜太阳能电池的制备及特性研究

主要讲述了单晶体硅电池、多晶体硅电池、微晶硅电池及薄膜硅电池的性质及特点,同时介绍了硅太阳能电池的发展历程;讲述了纳米硅薄膜太阳能电池的等离子体增强化学气相沉积制备及沉积理论;论证了H稀释浓度对硅纳米薄膜太阳电池性能的影响;阐述了沉积气压和衬底温度对薄膜性能的影响;最后讲述了透明导电薄膜在薄膜太阳能电池中的应用情况及光学性质。     

光照强度对三种硅太阳能电池特性影响的实验研究

为了充分地利用太阳能,研究了光照强度对三种硅太阳能电池特性的影响。用实验方法对单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池特性与光照强度的关系进行了对比研究,系统分析、比较了三种硅太阳能电池输出功率、开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子、最大输出功率、光电转换效率与光照强度的关系。实验结果表明,光照强度对三种硅太阳能电池特性有显著影响且比较复杂。基于本文研究结果,在相关应用中就可以根据具体情况选用合适的硅太阳能电池。     

高效径向结纳米线薄膜太阳能电池研究进展

探索新型径向结太阳能电池构架,已经成为开发新一代高效薄膜光伏技术的关键突破方向之一.基于现有成熟硅基薄膜工艺,构建纳米线薄膜径向结电池,将有利于进一步提升电池转换效率、降低成本和增强稳定性,并最终促进实现我国光伏入网电价与市场持平的目标.本文重点回顾利用基于低熔点金属诱导生长硅纳米线结构上实现的硅基薄膜径向结电池结构的进展和最新成果.     

基于硝酸盐为前驱体的溶胶凝胶法制备CuInSe2薄膜

采用低成本的无机盐为前驱体,通过溶胶凝胶法制备了高质量的黄铜矿结构CulnSe2太阳能电池光吸收层薄膜.先将制备得到的溶胶通过旋涂甩胶的方法成膜,再先后置于氢气中还原和在硒蒸气中进行硒化处理,即可得到所需薄膜.通过XRD,XRF,SEM和Raman散射等对材料的结构和形貌进行表征.结果表明:采用这种简单的方法所制备的薄膜除了具备平整度好、结晶度高和致密性好等优点外,Raman散射还表明薄膜表面不存在Cu2-xSe等杂相,上述优点非常有利于后续高质量的薄膜太阳能电池的制作.最后,讨论了CuInSe2薄膜中分层现象的产生以及形成机理.     

叠层太阳能电池研究进展和发展趋势

叠层太阳能电池结构可以拓宽吸收光谱,最大限度地将光能变成电能,提高了太阳能电池的能量转换效率,这类太阳能电池是目前研究的热点.本文集中介绍了非晶硅叠层太阳能电池、多元化合物叠层太阳能电池和染料敏化叠层太阳能电池的研究现状,对它们的结构、性能指标和效率等做了介绍和评估,指出了各自的优缺点,分析了阻碍叠层太阳能电池进一步发展和应用的制约因素主要有两个:很难找到两种晶格匹配良好的半导体晶体;对环境友好,价格合理,来源丰富的太阳能电池材料很稀少.非晶硅系叠层太阳能电池对材料纯度要求较高,价格贵;化合物太阳能电池虽然转换效率高,但是电池材料对环境造成污染;而染料敏化叠层太阳能电池制作工艺简单,电池材料来源丰富,必将是今后发展的趋势.     

溶液法制备铜锌锡硫太阳能电池研究进展

阐述CZTS薄膜太阳能电池的结构,总结目前溶液法制备CZTS薄膜的方法和最新研究进展情况,认为溶液法将成为今后太阳能电池的研究方向.     

Si纳米线光伏器件的研究进展

Si纳米线具有良好的光吸收和减反射特性,能够和现有Si工艺较好地兼容以及降低电池成本等优势,在太阳电池方面具有潜在的应用.介绍了Si纳米线径向p-n结、轴向p-n结、聚合物混合异质结和肖特基结等太阳电池的结构、制备、光伏特性等研究进展,同时指出Si纳米线结构太阳电池研究中需要解决的一些问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

高效稳定有机-无机钙钛矿太阳能电池

有机-无机杂化钙钛矿材料具有可调的带隙、较高的消光系数、较低的激子束缚能和双极性电荷传输等优点,适用于制备钙钛矿太阳能电池。2009年以来,这种钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%增长到22.1%,远高于多晶硅太阳能电池的光电转换效率,具有十分广阔的应用前景。但目前实验室制备的钙钛矿太阳能电池还存在稳定性问题。本文主要阐述了有机-无机钙钛矿太阳能的发展现状,提高光电转换率的途径和原理,并介绍使之稳定的可能性及方法。     

有机小分子太阳能电池实验教学平台建设

采用真空热蒸镀方法制备有机小分子太阳能电池并测试其光电性能,使学生了解有机小分子太阳能电池的结构及制备工艺,熟悉Keithley半导体测试仪的使用方法,绘制器件的电流电压曲线,计算有机小分子太阳能电池的各项性能参数;通过对器件中每一层薄膜的制备和功能的分析,理解太阳能电池的结构和工作原理,并运用于工艺实验环节,着力提升学生的实践能力。     

新型太阳能汽车的探索与思考

本文从太阳能电池的转化效率、储能器件的性能比较等方面,论述了制约太阳能汽车发展的瓶颈因素;分析研究了锂电池和飞轮电池的优缺点,提出了锂电池太阳能汽车和太阳能飞轮电池汽车的结构模型。     

杂化太阳能电池活性层对光电转换效率的影响

从活性层的材料组成、结构与成分组成、制备以及光电性能优化等方面综述了当前的研究现状。指出活性层对太阳光的吸收效率、电池内激子分离效率和载流子传输效率是影响电池光电转换效率的三大因素,通过对活性层的组成材料、结构与成分组成恰当选择,结合活性层的制备及光电性能优化可有效提高电池光电转换效率。并展望了杂化太阳能电池的今后发展趋势。     

基于NiO空穴传输层的CH_3NH_3PbI_3钙钛矿太阳能电池的光伏特性

从2009年至今,基于卤族元素的有机-无机杂化钙钛矿薄膜太阳能电池由于简单的制备工艺和优良的光电转化效率,成为有望替代传统硅基太阳能电池的一种新型太阳能电池,由于其通常采用价格昂贵的有机空穴/电子传输层材料,所以虽然可获得较高的光电转化效率,但生产成本较高.本文选用价格低廉性质稳定的NiO为空穴传输层材料,利用旋涂热解法在导电ITO玻璃上制备平整致密的NiO薄膜,然后采用两步溶液法,在其上制备平均粒径约为150 nm的CH_3NH_3PbI_3吸光层,最后组装成ITO/NiO/CH_3NH_3PbI_3/PCBM/Ag平面倒置异质结型电池单元.本文对比研究了不同退火温度制备NiO薄膜的表面形貌和晶体结构,以及制备的电池单元的光伏性能.本文对比实验结果表明, 500°C退火处理的NiO薄膜最平整致密,以其为空穴传输层的未封装电池单元在大气环境中进行模拟太阳光辐照测试,可获得7.63%的光电转化效率和1 V的开路电压,优于类似条件下制备的以NiO为空穴传输层的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池.     

无掩模选择性制备硅纳米线阵列及其光致发光

基于金属辅助硅化学刻蚀发展了一种无掩模选择性区域制备硅纳米线阵列的方法, 并利用该方法成功制备了图形化的硅纳米线阵列. 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 分析表明, 所制备的硅纳米线阵列是高质量的多孔微纳米结构, 并利用拉曼光谱仪研究了室温下硅纳米线阵列的光致发光特性. 结果表明, 硅纳米线阵列可实现有效的光发射, 发光波峰为663 nm. 该方法工艺简单、有效, 可潜在地应用于构筑硅基光电集成器件.