太阳能薄膜电池的研究现状及发展前景

介绍了太阳能薄膜电池的原理及其结构特点,并从材料成本、制作工艺方面分析了太阳能薄膜电池的发展前景及应用。介绍了目前几种主要的太阳能薄膜电池,分别对几种太阳能薄膜电池从原理、材料、光电转换效率等方面分析了其优缺点。总结出有机太阳能薄膜电池在薄膜电池中的优势以及发展前景,为太阳能薄膜电池的发展提供了一些建议。     

等离子体硅基薄膜太阳能电池光电仿真研究进展

将金属表面等离子体共振理论应用到高性能薄膜太阳能电池设计当中已成为近年研究的热点之一。从金属表面等离子体共振理论在薄膜太阳能电池中的应用机理出发,重点介绍了不同纳米结构设计的等离子体硅基薄膜太阳能电池在光学和电学仿真中的研究进展,最后对等离子体硅基薄膜太阳能电池的发展方向进行了展望。     

双光栅结构薄膜太阳能电池的优化

为了提高单晶硅薄膜太阳能电池短路电流密度和转换效率, 采用在单晶硅薄膜太阳能电池正背面分别集成硅介质光栅和铝金属光栅的方法, 并利用有限时域差分法软件仿真研究了两种光栅的周期、厚度、占空比对单晶硅薄膜太阳能电池短路电流密度和光转换效率的影响。结果表明, 通过优化可得当正背面光栅都处于最优值时(介质光栅占空比F=0.8、介质光栅周期P=0.632μm、介质光栅厚度h_g=0.42μm; 金属光栅占空比F₁=0.9、金属光栅周期P=0.632μm、金属光栅厚度h_m=0.005μm), 短路电流密度可达35.15mA/cm2, 转换效率为43.35%;将最优光栅单晶硅薄膜太阳能电池与传统单晶硅薄膜太阳能电池对比, 无论是光程路径还是吸收效率, 光栅单晶硅薄膜太阳能电池都有显著的提高。这为以后制备高性能薄膜太阳能电池提供了理论指导。     

纳米薄膜太阳能电池

介绍了纳米薄膜太阳能电池的基本原理与分类,比较了纳米薄膜太阳能电池与传统固态结太阳能电池的优劣,得出了虽然目前纳米薄膜太阳能电池转换效率还无法与传统固态结太阳能电池相比,但由于其制造成本低廉、工艺简单、光子吸收效率高等潜在优势,极具应用前景的结论。     

太阳能光伏电池及其气相沉积技术研究进展

对太阳能光伏电池的发展现状进行了综述,重点论述了气相沉积技术及其在非晶硅、CIGS等薄膜太阳电池薄膜制备中的应用,并对气相沉积技术及太阳能光伏电池的发展前景进行了展望。     

CIGS薄膜太阳能电池结构分析

阐述了影响铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池性能和效率的技术因素,包括CIGS半导体材料的晶体结构、电池的结构组成、衬底材料的选择以及CIGS薄膜的Na掺杂等。分析了多元共蒸发法、硒化法沉积CIGS吸收层以及化学水浴法沉积Cd S缓冲层的具体工艺和特征,介绍了柔性CIGS薄膜太阳能电池的卷对卷技术,最后就CIGS薄膜太阳能电池的研发与商业化生产中遇到的挑战及解决方法进行了分析与归纳。     

观叶植物状有机薄膜太阳能电池模块

日本产业技术综合研究所太阳光发电研究中心、三菱商事和TOKKI宣布,采用有机薄膜太阳能电池试制出了观叶植物式的太阳能电池模块。将具有鲜亮绿色的有机薄膜太阳能电池做成叶片状模块,并进一步制成了观叶植物的形状。     

要闻

德国太阳能薄膜电池研究取得重要进展 目前,德国美因茨大学发表公报说,该校研究人员参与的太阳能薄膜电池研究项目取得重要进展,有望使太阳能薄膜电池突破目前20％光电转化率的纪录。目前光电转化率最高的是铜铟镓硒（CIGS）太阳能薄膜电池．可达20％,但与超过30％的理论值仍相距甚远。     

产业资讯

我国铜铟镓硒薄膜太阳能电池研制取得突破天津滨海新区的国家863铜铟镓硒薄膜太阳能电池中试基地中试工艺设备与大面积材料和器件开发取得了进展,成功研制出有效面积为804 cm~2的玻璃衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件,其光电转换     

薄膜太阳能电池研究进展

薄膜太阳能电池是有效利用新能源的新型光伏器件。本文综述了硅基类、化合物类以及染料敏化三种薄膜太阳能电池研究现状,并展望了未来的发展前景。     

薄膜太阳电池研究综述

薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜(非晶硅、多晶硅)、多元化合物类(碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等)、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。     

薄膜太阳电池技术发展趋势浅析

低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术路线和产业化发展等情况。最后展望了薄膜太阳电池未来的发展趋势。     

Perspectives of crystalline Si thin film solar cells: a new era of thin monocrystalline Si films?

A large number of competing approaches are currently being investigated around the world to develop crystalline silicon thin film solar cells on foreign substrates. These approaches can be broadly classified according to the crystalline state of the Si films employed: (i) thin film solar cells based on nano‐ or microcrystalline Si‐films; (ii) cells fabricated from large‐grained polycrystalline Si and (iii) recent approaches utilizing the transfer of monocrystalline Si films. The paper discusses prospects and limitations of these approaches and describes device results based on the transfer of quasi‐monocrystalline Si films. Using Si absorber films epitaxially grown on quasi‐monocrystalline Si, we achieve a conversion efficiency of 13˙6% for a 4 cm² sized thin film solar cell on glass. In contrast to the limited performance of polycrystalline Si thin film solar cells imposed by the presence of grain boundaries, transfer approaches are expected to result in thin film solar cell efficiencies in the range of 15 – 18% depending on process maturity and complexity. The transfer of monocrystalline Si films therefore opens a new avenue to an efficient and competitive Si‐based thin film technology. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd     

Investigation on Silicon Thin Film Solar Cells

The preparation,current status and trends are investigated for silicon thin film solar cells.The advantages and disadvantages of amorphous silicon thin film,polycrystalline silicon thin film and mono-crystalline silicon thin film cells are compared.The future development trends are pointed out.It is found that polycrystalline silicon thin film solar cells will be more promising for application with great potential.     

Activity and current status of R&D on space solar cells in Japan

Japan's Research and Development (R&D) activities on high‐performance III–V compound space solar cells are presented. Studies of new CuInGaSe₂ thin‐film terrestrial solar cells for space applications are also discussed. Performance and radiation characteristics of a newly developed InGaP/GaAs/Ge triple‐junction space solar cell, including radiation response, results of a flight demonstration test of InGaP/GaAs dual‐junction solar cells and CuInGaSe₂ thin‐film solar cells, and radiation response of three component sub‐cells are explained. This study confirms superior radiation tolerance of InGaP/GaAs dual‐junction cells and CuInGaSe₂ thin‐film cells by space flight experiments. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Ag纳米粒子等离子体共振增强太阳能电池吸收

针对薄膜太阳能电池硅薄膜层吸收效率较低的问题,提出了运用金属纳米粒子局域表面等离子体共振(LSPR)增强太阳能电池的吸收效率,采用时域有限差分(FDTD)法,模拟计算了太阳能电池中不同厚度的硅薄膜层吸收特性,分析了不同几何参数的矩形Ag纳米粒子与Ag背反射膜对增强太阳能电池吸收效率的影响作用。计算结果表明,硅薄膜层厚度为500nm的太阳能电池具有较高的吸收效率,通过调整Ag纳米粒子的相关参数,有效地降低了太阳电池硅薄膜表面的反射损耗,取得最大吸收增强因子为1.35。Ag背反射膜有效地降低了Ag纳米粒子硅薄膜结构的透射损耗,其最大的吸收增强因子达到1.42。     

晶体硅太阳电池减反射膜的研究

在太阳电池表面形成一层减反射薄膜是提高太阳电池的光电转换效率比较可行且降低成本的方法。应用PECVD（等离子体增强化学气相沉积）系统,采用SiH4和NH3气源以制备氮化硅薄膜。研究探索了PECVD生长氮化硅薄膜的基本物化性质以及在沉积过程中反应压强、反应温度、硅烷氨气流量比和微波功率对薄膜性质的影响。通过大量实验,分析了氮化硅薄膜的相对最佳沉积参数,并得出制作减反射膜的优化工艺。     

Design of Ag nanograting for broadband absorption enhancement in amorphous silicon thin film solar cells

Light trapping is one of the key issues to improve the light absorption and increase the efficiency of thin film solar cells. The effects of the triangular Ag nanograting on the absorption of amorphous silicon solar cells were investigated by a numerical simulation based on the finite element method. The light absorption under different angle and area of the grating has been calculated. Furthermore, the light absorption with different incident angle has been calculated. The optimization results show that the absorption of the solar cell with triangular Ag nanograting structure and anti-reflection film is enhanced up to 96% under AM1.5 illumination in the 300–800 nm wavelength range compared with the reference cell. The physical mechanisms of absorption enhancement in different wavelength range have been discussed. Furthermore, the solar cell with the Ag nanograting is much less sensitive to the angle of incident light. These results are promising for the design of amorphous silicon thin film solar cells with enhanced performance.     

SnS光电薄膜及其太阳电池的研究进展

近年来化合物薄膜太阳电池得到迅猛的发展。SnS光电薄膜的禁带宽度与太阳光谱非常匹配,并且具有较高的吸收系数,所以它是一种理想的太阳电池材料。制备SnS光电薄膜的方法有电沉积法、热蒸发法、化学浴法、连续离子吸附沉积法、喷雾热解法和两步法等。不仅概述了不同掺杂元素以及掺杂浓度对SnS薄膜性能的影响,同时还讨论了目前国内外SnS薄膜太阳电池的研究状况,分析了当前SnS薄膜太阳电池效率偏低的原因。最后对SnS薄膜太阳电池的发展趋势与前景作了一些探讨。