硅基薄膜太阳电池研究现状

硅基薄膜太阳电池由于材料成本、转换效率等特点受到人们的关注,就非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和非微叠层太阳电池的研究现状做了简要的分析。     

颗粒硅带上薄膜太阳电池的研究

采用颗粒硅带（SSP）作为衬底,利用快速热化学气相沉积（RTCVD）方法外延多晶硅薄膜并制作了转换效率达6．36％的薄膜太阳电池,对衬底特性、电池制作工艺、存在问题及进一步的研究方向做了探讨。     

硅太阳电池光谱响应测试系统研制

文章介绍了用分光光度计、精密锁相放大器等制作的太阳电池光谱响应光谱响应测量系统的方法及测量结果。该系统简单可靠,解决了 光谱响应测量的难题。     

微型槽,钝化发射区硅太阳电池研制

用光刻法,在面积为1cm~2,电阻率为0.3Ω·cm的P型单晶硅上制作具有56条微型槽的太阳电池,并对其发射区进行钝化。由于这种电池结构处于平面结与垂直结之间,因此它既可作为常规电池,也可用于低倍聚光电池。     

宽光谱高效硅基薄膜太阳电池的基础研究报告

介绍高绒度MOCVD-ZnO:B透明导电薄膜用作非晶硅太阳电池前电极、非晶硅太阳电池BZO/p-a-SiC:H接触特性改善、非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响以及非晶硅锗电池性能的调控等方面的研究内容及结果。首先我们将自行研制的具有优异陷光效果的掺硼氧化锌BZO用作p-i-n型非晶硅太阳电池的前电极,并且将传统商业用U型掺氟二氧化锡FTO作为对比电极。结果表明相对FTO电池,尽管BZO电池的电流优势明显,但当本征层厚度较薄时其Voc和FF却较差。原因是相对于表面较为平滑的FTO,BZO表面呈大类金字塔的绒面结构会在本征层生长过程中触发阴影效应,形成大量的高缺陷材料区和漏电沟道,进而恶化电池的Voc和FF。在不修饰BZO表面形貌的情况下,通过调节非晶硅本征层的沉积温度来消弱BZO高绒度表面引起的这种不利影响,改善后的电池Voc和FF均有提升。在仅有Al背电极的情况下,当本征层厚度为200 nm时,BZO前电极非晶硅太阳电池效率达7.34%。其次,我们采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-aSiC)之间的非欧姆接触特性。通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H_2/SiH_4、硼掺杂比B_2H_6/SiH_4)获得了较薄厚度下(20 nm)暗电导率高达4.2 S/cm的p型微晶硅材料。在本征层厚度约为150 nm,仅采用Al背反射电极的情况下,获得了效率6.37%的非晶硅顶电池,开路电压Voc和填充因子FF均较无插入层的电池有大幅提升。第三,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,进行了非晶硅锗薄膜太阳电池的研究。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。最后,介绍了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P/I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I/N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%。总之,通过以上优化措施,最后获得了效率为14.06%的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结叠层太阳电池。     

硅太阳电池数学模型

太阳电池的光电特性是由原材料，电池设计结构和相应的加工工艺所决定的。建立太阳电池数掌模型对于太阳电池特性的研究以及太阳电池Ⅰ-Ⅴ曲线的描绘有着重要的意义。本文介绍了几种硅太阳电池工程用模型，这些模型考虑了电池温度和日照强度对输出特性的影响。     

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％.     

硅衬底硫化锌薄膜发光器件的研制

用双舟热蒸发技术在硅衬底上制备硫化锌电致发光薄膜．用XRD、XPS技术和电致发光谱分析技术．研究该薄膜的微结构与发光特性．发现硅衬底上硫化锌薄膜与硫化锌粉末在晶体结构上存在差异，掺入的稀土元素铒呈三价．电致发光谱为Er^3 的发光谱线．硅衬底硫化锌发光薄膜器件可与硅器件工艺兼容．     

CeO_2-SiO_2薄膜对硅太阳电池的减反射作用

本文报道新近研制成功的CeO_2-SiO_2薄膜的制备方法及薄膜的光学特性。作为硅太阳电池的减反射膜,CeO_2-SiO_2薄膜具有良好的减反射性能。实验结果表明,在AM1.5条件下,(输入光强为100mw/cm~2),与无减反射膜太阳电池相比,短路电流增加39.2％,与SiO减反射膜太阳电池相比,短路电流提高8％。这种减反射膜尚未见其它文献报道。     

硅太阳电池减反射膜的优化设计

最优化设计方法是一种利用计算机进行辅助设计的方法,它在薄膜设计中具有明显的优越性．简要介绍了多层光学薄膜的最优化设计方法,并对空间用硅单晶太阳电池的减反射膜系进行了最优化设计和实验验证．结果表明,对于太阳电池的减反射膜系,尤其是结构复杂的多层减反射膜系统（包括玻璃盖片等）,最优化设计方法是一种非常实用和有效的设计方法．用此方法设计的ＳｉＯｘ／ＴｉＯ２双层减反射膜的有效反射率约为５％（波长３８０～１１００ｎｍ）,电池短路电流增益达４５％,转换效率增益达４７％．     

CuInSe2薄膜太阳电池

ＣｕＩｎＳｅ２是极具潜力的太阳电池新材料,其能量转换效率、使用寿命和抗辐射性能力是当今复晶及非晶薄膜太阳电池研究中的最高纪录。本文从材料科学的观点来介绍ＣｕＩｎＳｅ２薄膜的特性及制作过程并提及其材料品质可改善的程度。这方面的了解将有助于我国对于高效率薄膜太阳电池的研究。     

RTP硅太阳电池的研究进展

用快速热处理(RTP，Rapid Thermal Processing,)制备太阳电池p—n结开辟了一种新的低成本技术。这些年许多科研机构对RTP系统的设计、RTP快速扩散模型、RTP制作器件做了深入的研究。文章主要介绍了RTP快速扩散模型和回顾了RTP硅太阳电池的发展过程，提出了RTP硅太阳电池研究的一些发展方向。     

新型高效薄膜太阳电池

人们越来越意识到，可再生能源将是最具发展潜力的产业。近年来由于全球对环保的重视，光伏产业得到飞速发展。正在兴起的光     

空间用高效率硅太阳电池

本文阐述空间用高效率PESC硅太阳电池的理论设计和工艺实验研究.将电池设计为浅结密栅,在前表面热生长一超薄SiO_2钝化层,并制作了双层减反射膜,使电池的开路电压、短路电流和填充因子都得到较大改进.在AM1.5光照条件下,短路电流密度高达37.4 mA/cm~2,光电转换效率达到18.03%.     

绒面背场硅太阳电池

本文报道一种转换效率高、工艺简便、成本低的太阳电池——绒面背场硅太阳电池。在AM1.5条件下,利用废次复拉单晶硅制作的直径为60mm 的园片电池,转换效率可达14.4%(全面积转换效率).这种结构的太阳电池国内尚未见报道。     

多孔硅多晶硅太阳电池研究

多晶硅太阳电池是目前世界光伏产业发展的重点,由于多晶硅不同的晶粒取向的差异,使传统的单晶硅绒面制备技术不能用于多晶硅太阳电池,多孔硅技术是适于多晶硅的廉价表面减反射膜技术,文章研究了多孔硅技术在多晶硅太阳电池中的应用,用化学腐蚀法制备了多孔硅,成功制备了效率达10＝72％多孔硅多晶硅太阳电池。     

钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

硒薄膜太阳电池串联电阻

导出半导体太阳电池串联电阻计算公式,凭据串联电阻值判别电池背接触电阻的大小。指出:在铋、金、镍三种材料中,铋与硒的接触电阻较小。文章还对串联电阻的计算和在实验中调整电池硒层厚度的问题作了讨论。