日照强度和内部电阻对太阳能电池光伏性能的影响

在分析太阳能电池等效直流电路的基础上,利用电流-电压特性的函数关系式,建立了太阳能电池的仿真模型,研究了日照强度和内部电阻对电池伏安特性和光伏性能（如短路电流、开路电压、填充因子、输出功率和光电转换效率）的影响.研究结果表明：日照强度和内部串联电阻不仅明显影响了太阳能电池的伏安特性、短路电流和开路电压,而且也明显影响了太阳能电池的输出功率、填充因子和光电转换效率,同时太阳能电池的输出特性具有明显的非线性特征,并且存在一个最大的输出功率点和一个最佳的负载电阻值.     

有机太阳能电池内部串并联电阻对器件光伏性能的影响

在分析有机太阳能电池等效电路模型的基础上,利用W函数建立了电池伏安特性的显性关系,研究了电池内部串并联电阻对其伏安特性、短路电流、开路电压和填充因子的影响.研究结果表明:电池的短路电流只受其内部串联电阻的影响,而开路电压则只受其内部并联电阻的影响,同时串联电阻的减小和并联电阻的增大都有利于提高电池的填充因子和能量转换效率.这一结论对于有机太阳能电池的制备及其光伏性能的改善具有重要的指导作用.     

基于模型和实验研究单晶硅太阳能电池性能参数的温度效应

周围环境温度是太阳能电池进行能量高效转换最重要的影响因素.本文利用理论模型预测单晶硅太阳能电池各性能参数的温度效应,并通过实验测量单晶硅太阳能电池在不同工作温度下的J-V特性曲线,得出短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)和效率(η)等参数值.利用不同温度下各参数值的变化关系,找出温度波动对各参数的影响规律.研究发现,实验测量结果与理论计算值一致,短路电流密度随温度升高会出现微弱增加,但开路电压、填充因子和效率都随温度升高而降低,为太阳能电池的高效工作提供了有利的参考.     

晶体硅太阳能电池烧结工艺匹配性研究

为考察陡坡型和平台型烧结工艺的优劣,采用TPS烧结炉进行烧结工艺优化设置,分析烧结对硅太阳能电池光电性能影响的有关机理,并进行对比实验研究.结果表明,陡坡型烧结工艺优于平台型烧结工艺,表现在电池片开路电压和短路电流提升,串联电阻明显降低,并联电阻和填充因子显著提高,这对电池片转换效率的提升起到了关键作用,表明陡坡型烧结工艺与TPS烧结炉更加匹配.     

InGaN p-i-n同质结太阳能电池性能的理论分析

基于复合速率连续性方程,理论分析了InGaN p-i-n同质结太阳能电池的性能.结果表明,随着In组分含量增加,载流子收集效率、填充因子和开路电压均减小,短路电流密度增大,这些因素导致太阳能电池转换效率先增大后减小.当In摩尔分数大约为0.6时,太阳能电池转换效率达到最大.当缺陷密度低于1016 cm-3时,缺陷密度对载流子收集效率和短路电流密度几乎没有影响,而当缺陷密度高于1017 cm-3时,随着缺陷密度增大,载流子收集效率、短路电流密度、开路电压、填充因子和转换效率均减小.In摩尔分数越高,缺陷密度对太阳能电池性能的影响越大.     

基于复合电子传输层聚合物太阳能电池性能研究

为解决电子和空穴传输不平衡以及载流子复合对有机太阳能电池转换效率的限制问题, 提出采用聚芴材 料 PFO(poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl))对有机太阳能电池电子传输层 TiO 2 进行界面修饰以提高电荷传输, 进而提高太阳能电池能量转换效率。 通过表面形貌分析和功函数测量表明, PFO 界面层的引入不仅填补了 TiO 2 界面缺陷, 同时 PFO 可作为有效的电荷传输中心, 通过提高器件电子转移能力, 进而提高有机太阳能电 池器件短路电流和填充因子, 使有机电池能量转换效率从 5. 17%提升到 6. 96%。     

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。     

光强和温度对硅光伏电池输出特性的影响

实验研究了单晶及非晶硅光伏电池的输出特性随光强与温度的变化规律,结果表明:光强与温度对单晶(非晶)硅电池输出电流与电压的影响规律是相同的;光强对单晶(非晶)硅电流影响大,电流相对变化约60%(73%),对电压影响小,电压相对变化约1.8%(3.6%),而温度对电池电压影响大,对电流影响相对小;相比较单晶硅电池,光强或温度变化对非晶硅电池的输出影响更大,且相同的光强或温度条件下,单晶硅电池的填充因子和转换效率都优于非晶硅电池.电池填充因子与转换效率和光强与温度的关系,由电池串联电阻、并联电阻以及相应的焦耳损耗耦合影响.     

基于SQ2染料与P3HT的固态染料敏化太阳能电池

将近红外吸收染料SQ2与可见光吸收空穴传输材料P3HT结合起来制备固态染料敏化太阳能电池,并用锂盐对TiO2/SQ2表面进行处理来调节器件的光伏性能.通过模拟太阳光照射测试和单色光量子转换效率(IPCE)测试来研究器件的光电性能.测试结果表明,经过锂盐处理后,器件的短路电流(JSC)、填充因子(FF)和转换效率都获得提升.IPCE测试显示,经过锂盐处理后器件在P3HT吸收光谱范围内产生的量子效率没有变化,但在SQ2吸收光谱范围内产生的量子效率明显提升.通过分析得出结论是：锂盐处理不能提高P3HT所吸收的光量子转换效率,但可以提升SQ2染料所吸收的光量子转换效率,进而提高了固态染料敏化太阳能电池的光电转换效率.     

温度对太阳能电池特性的影响

对硅太阳能电池温度特性进行实验研究。在无光照条件下,太阳能电池可看做成一个PN结,正向电流在确定外加电压下是随着温度升高而增大的。用高压氙灯模拟太阳光,测得太阳能下电池不同温度的光照特性。温度升高使得太阳能电池短路电流Isc小幅升高,开路电压Voc降低明显,填充因子下降,光电转换效率明显下降。     

纽扣状TiO_2纳米球在钙钛矿太阳能电池中的应用

将具有(001)高能面的纽扣状二氧化钛纳米球添加到无空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池多孔骨架层材料中,能改变骨架层的形态结构,有利于形成高覆盖率的钙钛矿吸光层;同时纳米球可以提高光生载流子的分离和输运效率,有利于获得更高的开路电压和填充因子.优化纳米球与二氧化钛颗粒的比例,在AM1.5的标准光强下,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率由9.42%提升至11.5%.     

高效P3HT:PC_(71)BM聚合物太阳能电池的研制

以P3HT为电子给体,PC_(71)BM为电子受体,制备聚合物太阳能电池.通过溶剂退火工艺,器件的能量转换效率从0.71%提高到3.33%,然后经过热退火工艺处理活性层,器件的性能得到进一步提高,其中能量转换效率达到4.46%、短路电流为10.71 m A/cm~2、开路电压达到0.59 V、填充因子为70.6%,其结果可能是溶剂退火和热退火提高P3HT的结晶性造成的.     

基于半残次硅片的太阳电池性能研究

选取了在硅片加工过程中产生的线痕片、厚片、薄片、崩片和TTV片共5种类型的半残次硅片,制备了太阳能电池,并在中山大学太阳能系统研究所进行了太阳电池片的实验研究,分析了这些残次片电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率,研究结果表明,半残次硅片所制备的太阳电池性能良好:这些电池片的平均转换效率都达到了15.80%以上,填充因子可达73.98%,短路电流在5.10～5.28A之间,开路电压在0.62V以上,对于降低太阳电池成本具有一定参考价值.     

氢等离子体处理P层对非晶硅太阳能电池开路电压的影响

为拓展非晶硅太阳能电池的应用,有必要提高其开路电压。本文讨论氢等离子体处理对P层和非晶硅太阳能电池性能参数的影响。结果表明：用氢等离子体处理P层可以使电池的平均开路电压提高0．0257V,平均填充因子提高0．039,平均能量转换效率提高0．45％,实验中获得的最高开路电压为0．99V。用氢等离子体处理P层可以提高P层的晶相比,使更多的光子被本征层吸收。此外,这种处理工艺与非晶硅太阳能电池的制备工艺相兼容。     

季铵盐型准固态染料敏化太阳能电池性能研究

对壳聚糖进行季铵化改性,获得了高取代度的壳聚糖季铵盐,赋予了材料良好的导电能力.同时壳聚糖季铵氯盐是一种含有较大阳离子的高分子氯盐,可以减少反离子迁移而降低电池的极化电势.将其用作染料敏化太阳能电池的聚合物电解质时,电池的开路电压为0.62V,短路电流为2.6 mA.电池在1.5 AM的模拟光源照射下具有0.895％的光电转换效率和0.564的填充因子,表明其可以用于染料敏化太阳能电池的制备.通过电化学阻抗谱分析可知该电解质体系的阻抗来自于电解质与电极界面处的电荷迁移电阻,扫描电镜分析也证实了电解质分散性较差,可从增加电解质的溶解性和微粒纳米化来进一步提高电池性能.     

Nano-SiC薄膜在太阳能电池窗口表面的应用

由于环境的污染使空气中有泥土,太阳能电池在户外使用一段时间后,其窗口表面就会附着一些灰尘颗粒影响其进光量,进而影响太阳能电池的光电转换效率。采用溶胶凝胶法制备并通过热烧结过程,将Nano-SiC透明薄膜制备在太阳能电池窗口表面。通过实验测试了表面制备不同厚度的Nano-SiC薄膜对太阳能电池I-V特性的影响。实验结果表明Nano-SiC薄膜具有很好的光子透过性和自洁能力,能够提高太阳能电池的光电转换效率。     

小分子浴铜灵作为缓冲层的钙钛矿太阳能电池性能研究

以有机小分子浴铜灵(BCP)作为缓冲层,引入钙钛矿太阳能电池的电子传输层与阴极之间,研究其对钙钛矿太阳能电池的能量转换效率及载流子的传输特性的影响。结果表明,相对于无BCP缓冲层的钙钛矿太阳能电池,器件的最高能量转换效率由9.67%提高到13.06%。BCP缓冲层的引入,降低了电荷传递电阻,提高了阴极的电子收集能力,可增强钙钛矿太阳能电池的光伏性能。     

无铅导电银浆的制备及对电池性能的影响

为了解决含铅导电银浆引起的严重环境污染问题,通过调节玻璃料配比制备了具有不同软化点的无铅玻璃粉。制成导电银浆后,测试了其对晶体硅太阳能电池光电性能的影响。研究了银粉粒径和烧结温度对电池光电性能的影响。研究结果表明:具有低软化点(360℃)的无铅玻璃粉制备的导电银浆有更好的光电性能。微米级和纳米级共混的银粉具有优良的导电性能。选择最佳银粉粒径和烧结温度,可将晶硅太阳能电池的光电转换效率提高至18. 68%,填充因子超过76. 9%。     

退火处理对体异质结有机太阳能电池性能的影响

制备了结构为:ITO/PEDOT:PSS/P3HT+PCBM/LiF/Al的有机太阳能电池,研究退火对电池性能的影响,实验发现:经过60 min 150℃退火处理后,器件开路电压(Vo)c为0.57 V,短路电流密度(Js)c达到6.32 mA.cm-2,填充因子(FF)达到0.55,光电转换效率(ηp)达到2.01%,器件性能明显提高。探讨了退火对电池性能影响的内在原因。     

钛源修饰P25浆料用于染料敏化太阳能电池

介绍了一种制备浆料的简单方法,并且可以用于批量生产TiO2浆料.以商业化的P25纳米粉为原料,用乙二醇和柠檬酸作为分散剂,在浆料中分别添加了钛酸四丁酯、四氯化钛和异丙醇钛,用涂敷法制备了4种TiO2薄膜光电极,并组装成染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光照射下进行测试.测试结果表明,开路电压(Voc),填充因子(FF)和转换效率都提高了.DSSC性能的改善源于提高了TiO2薄膜电子传输速率.通过分析得出结论是:在浆料中添加钛源,改善了TiO2膜内颗粒之间的连接性,扩宽了电子通路,缩短了电子的传输距离,抑制了TiO2薄膜中电子的复合,从而提高了染料敏化太阳能电池(DSSC)的效率.