SiNx烧穿工艺下硅太阳电池结构研究

介绍了在全国产设备构成的中试线上开展的高效单晶硅太阳电池研究工作,并制备出了最高转换效率达15.7%的单体电池(面积103×103mm2).实验采用PECVD方法制备SiNx减反、钝化薄膜,并采用正背面电极一次金属化烧结技术,同时完成氮化硅薄膜烧穿工艺.实验还研究了PECVD硅烷与氨气流量比对SiNx钝化、光学和保护性质的影响.分析了氮化硅薄膜及简化新工艺与提高太阳电池效率的关系.实验最后采用化学染色法测量了太阳电池的p-n结结深,结果表明该太阳电池的p-n结为0.25 μm的浅结,直接证明了SiNx薄膜对p-n结有良好的保护作用.     

替代型非晶硅薄膜标准太阳电池的研制

通过在单晶硅标准太阳电池上安装合适的滤光片作为替代型非晶硅薄膜标准太阳电池,减小非晶硅薄膜标准太阳电池与非晶硅薄膜太阳电池的光谱响应失配引起的测量误差。实验证明,替代型非晶硅薄膜标准太阳电池的相对光谱响应曲线与非晶硅薄膜太阳电池基本一致。     

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的制备

多晶硅薄膜太阳电池兼具单晶硅的高转换效率和多晶硅体电池的长寿命的特点,其制备工艺比非晶硅薄膜材料的制备工艺相对简化。文章介绍了多晶硅薄膜太阳电池材料制备工艺和材料性能;阐述了多晶硅薄膜太阳电池Si3N4膜的沉积和玻璃制绒等关键工艺;综述了玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的发展现状。     

激光掺杂选择性发射极技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用

以激光掺杂选择性发射极(LDSE)技术在PERC单晶硅太阳电池中的应用为研究对象,使用太阳电池单二极管模型模拟了反向饱和电流密度与开路电压、比接触电阻与填充因子之间的关系;测试了不同激光功率和激光划线速度对扩散后方块电阻变化值的影响,并通过扫描电镜(SEM)对硅片表面形貌和电化学电容-电压(ECV)法对发射极表面浓度和结深进行了表征;采用5主栅金属化图形设计PERC单晶硅太阳电池,通过LDSE工艺参数优化,制备了平均转换效率达到21.92%的PERC单晶硅太阳电池。研究结果表明,LDSE技术可提高PERC单晶硅太阳电池的外量子效率(EQE)短波蓝光响应和转换效率。     

柔性衬底微晶硅薄膜太阳电池研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了系列本征微晶硅薄膜材料和nip单结微晶硅太阳电池,研究了硅烷浓度、衬底温度和辉光功率等沉积参数与薄膜材料性能、薄膜电池性能三者之间的关系.拉曼光谱和器件测试结果表明:随硅烷浓度的增加,本征层晶化率逐渐减小,直至转变为非晶硅;沉积温度高于200℃时,电池性能严重恶化;随等离子辉光功率增加,材料晶化率保持不变,而电池开路电压逐渐增大,短波光谱响应逐渐增强.在此基础上,优化了单结微晶硅电池沉积参数,得到效率为6.48％ (AM0,25℃)的单结微晶硅薄膜太阳电池;并将其应用到非晶硅／微晶硅叠层电池中,在不锈钢柔性衬底上得到效率为9.28％( AM0,25℃)的叠层电池.     

管式PECVD法沉积的SiyNx/SiOxNy叠层膜的研究

本文对采用管式等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法沉积的氮化硅与氮氧化硅(Si_yN_x/SiO_xN_y)叠层膜进行了实验研究,结果表明:在硅片正面镀膜时增加SiO_xN_y膜层,既可以增强正面的钝化效果,还可以降低对光的反射率,增加光吸收率,从而提升太阳电池的短波响应能力,通过对膜层组分和反应气体流量等工艺参数进行匹配优化,使太阳电池的光电转换效率提升了0.07%;利用Si_yN_x/SiO_xN_y叠层膜抗氧化、抗钠离子的特性,使太阳电池的抗电势诱导衰减(PID)性能提升了22%。     

硅基环形PN结埋栅薄膜太阳电池的设计与研究

设计一种具有环形PN结的埋栅型(circle junction buried electrode,CJBE)硅基薄膜太阳电池及其制备工艺。研究表明:电池的光谱响应性能比传统单结电池提高约40%,电池性能随电池结构参数的变化而变化,随着电池厚度的增大,电池的长波响应增强,但短波响应微弱下降;电池通孔面积增大,电池的光谱响应强度减弱;电池N型杂质浓度增大,电池光谱响应强度先增强后减弱;电池P型杂质浓度增大,电池的光谱响应强度减弱。     

PECVD法SiNx:H薄膜减反钝化特性研究

利用射频等离子体增强化学气相沉积法制备了在太阳电池中用作表面钝化和减反层的SiNx:H薄膜.制备的折射系数分布在1.72 ～2.55范围内的一系列薄膜对电阻率为10Ω·cm的p型衬底硅片具有较好的钝化效果.研究给出了SiH4/NH3流量比和衬底温度对薄膜折射系数和钝化效果的影响规律,当衬底温度为300℃,SiH4/NH...     

PECVD工艺制备的背面氮化硅薄膜对双面单晶硅太阳电池EL发黑的影响

以采用PECVd工艺制备的背面氮化硅薄膜对双面单晶硅太阳电池电致发光(EL)发黑的影响为研究对象进行了实验验证。结果表明,当背面氮化硅薄膜中底层膜的折射率较低时,会导致双面单晶硅太阳电池背电极位置的EL发黑;底层膜和中层膜的折射率过高时,会导致双面单晶硅太阳电池的EL大面积发黑;上层膜边缘的折射率较高时,会导致双面单晶硅太阳电池的边缘位置EL发黑。对于双面单晶硅太阳电池而言,采用PECVd工艺制备背面氮化硅薄膜时制定合理的底层膜、中层膜,以及上层膜边缘的折射率范围,可以有效避免双面单晶硅太阳电池不良品的产生。     

一种喷涂SnO_2减反射薄膜的新工艺及材料研究

采用超声雾化喷涂法沉积得到 Sn O2 薄膜和掺氟离子 Sn O2 薄膜。通过改变掺杂量和选择合适的工艺条件可控制掺氟 Sn O2 薄膜的方块电阻 ,其最小方块电阻值达 10 Ω/□。用 5 5 0 nm单色光测得其透过率为 85 %— 90 %。用 X射线衍射仪及扫描电子显微镜分析 Sn O2 薄膜的微结构和成份 ,薄膜为择优取向晶化。薄膜具有很好的抗腐蚀性能。在已完成 pn结及电极制作工序的单晶硅太阳电池上沉积一层厚 70 nm的未掺杂 Sn O2 薄膜 ,构成光学减反射层 ,其电池的短路电流 Isc提高约 5 %— 10 %。     

聚光太阳能热发电中吸热器吸收涂层的选择

对各类聚光比的聚光太阳能热发电中的吸热器吸收涂层进行了研究,同时对耐高温太阳吸收涂层进行了高温热处理和辐射性能测试.研究表明,菲涅耳线式和抛物面槽式聚光吸热器由于聚光比较小,吸热体表面温度较低,主要采用选择性涂层以提高吸热表面温度和吸热效率;而塔式和抛物面碟式聚光吸热器由于聚光比大,吸热体表面温度较高,高温时的吸收涂层在红外波段的吸收率下降,因此主要采用高吸收率的耐高温涂料为太阳吸收涂层.     

集热器构件化--太阳能与建筑一体化设计的必由之路

针对目前市场上太阳能系统在建筑上的不和谐安装造成建筑“毁容”,以致城市面貌的损坏,提出太阳能要与建筑融合必须走太阳能装置构件化的理念。希望通过太阳能企业与建筑界携手创造,使太阳能系统的利用在建筑上有和谐的崭新的面貌出现。文章突出建筑与太阳能的融合理念,分析太阳能装置建筑构件化、装配式安装设计的优秀实例并以为借鉴,做相应的集热器建筑构件化设计方案进行初步尝试,对太阳能与建筑一体化设计所涉及的问题以及解决的办法做初步探讨。     

SOLAR ARCHITECTURE

Abstract

The term “solar architecture”is a very dangerous one. As we were always told, there is architecture as to create shelter for people. We have architecture for big people, small people, white people, black people, any kind of colour of people, healthy people, disabled people. And you start thinking to yourself, making these classifications. Does that help? And you probably have architecture for all of them. So there is disabled architecture or black architecture, lbelieve we should say that there isn't. It is quite simple: there is good architecture and there is bad architecture. Good architecture has to take care of all these factors, of solar energy as well. Probably there is a problem that, particularly in the later years, architects have actually not done that. But if you study history you will come to the conclusion, that the solar “factor” has always influenced good architecture? The Jama Manta Observatory in Jaipur where the Shajahan created enormous buildings to actually follow the paths of the sun, you could say are the purest form of solar architecture, but first of it is beautiful architecture. The same is true for Saint Chapel, it is very good architecture, but it is solar architecture, because it wouldn't work without the     

SOLAR HYDROGEN

The intermittance and the geographical distribution of solar energy require means of storing and transporting it to the user's place for which an ideal means of doing this is to split water in order to obtain hydrogen

Hydrogen is a carbonfree fuel which oxydizes to water as combustion product. The generated water becomes, together with renewable primary energy for splitting it, a source of clean and abundant energy in a carbon-free, natural cycle

Hydrogen is a fuel which can be transported over long distances and stored so that solar energy can be transported from energy rich countries over long distances in ships to Europe, stored underground or in containers and used in gaseous or liquid form in industry, households, power stations, motor cars and aviation

Solar energy as primary energy is discussed, a special form of it, the cheapest and by now largely available hydropower, is stressed

Techniques of hydrogen production, vectorisation and end use is discussed as well as safety aspects, costs and strategy for its implementation.     

SOLAR CONVERSION PARAMETERS OF GRADED BASE SILICON SOLAR CELLS

A simple model for the photovoltaic processes in a diffused base silicon solar cell is presented. The practical profiles of impurity concentration are taken into account by using the method of integration by piecewise exponential approximations. The realistic variation of mobility and built-in field are considered. Such parameters of solar conversion as short circuit current, open circuit voltage and conversion efficiency are computed. Results show that these parameters are are sensitive functions of the impurity distribution in the graded base and the recombination velocity at the surface of the diffused layer. The model holds promise of its application for parametric study and optimization of the solar cell configuration. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种新型太阳电池的设计

为了降低硅太阳电池的造价,近年来再次掀起晶体硅薄膜太阳电池的研究热潮,基于同一个目的,试图研究另一种新颖太阳电池－“硅粒太阳电池”。本文主要从太阳电池的基本原理出发,介绍了这种硅粒太阳电池的设计电路,讨论了它的结构和工艺特点,同时需要地报道了对该电池硅晶粒层的初步研究结果。     

太阳热水器水箱容积与集热面积的合理配比的探讨

分析了影响水箱容积与集热面积合理配比取值的若干问题，提出了应根据设备投资、热水器服务地区的气候条件等因素来考虑M/A取值的观点，给出了以最大收益为目标函数的计算公式，利用该公式可得到各种气象条件下的最优M/A参数。     

漠河日食期间太阳分光辐射的观测及分析

通过对漠河地区１９９７年３月９日日食过程太阳分光辐射和总辐射观测资料的分析，表明在日食过程中，紫外辐射、可见光辐射、红外辐射与总辐射的变化规律基本上一致，紫外辐射、可见光辐射、红外辐射与总辐射辐照度的亏损以及亏损的百分率都随着食分的增大而增加，至食甚时达到最大。日食过程中，紫外辐射、可见光辐射、红外辐射和总辐射能量亏损值分别为０．０９、０．５５、０．７２、１．２８ＭＪ／ｍ２。日食过程中，紫外辐射、可见光辐射、红外辐射与总辐射之间仍存在很好的相关关系。     

波纹板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度分布特性研究

采用蒙特卡洛射线追踪法,研究不同季节和安装角度等关键参数对波纹板太阳能集热器与平板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度的影响,并对得到的数据进行分析。模拟结果显示,在相同安装角度下,波纹板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度比平板太阳能集热器大。二者相差的百分比随光线对集热器的入射角而变化,入射角较小时,相差的百分比较大。90°安装时,冬季波纹板太阳能集热器累积辐照度比平板太阳能集热器提升6.2%,夏季二者接近。40°安装时,冬季和夏季波纹板太阳能集热器累积辐照度分别比平板太阳能集热器提升7.1%和6.9%。     

太阳电池模型参数对并联组件输出特性的影响

根据太阳电池I-V方程和基本电路联接理论,推导出选择具有相同最大功率点电压V_m的单体太阳电池组成并联组件可以获得最大输出功率;分别计算出二极管理想因子A,短路电流I_(sc),反向饱和电流I_o,电池串联内阻R_s对最大功率点电压V_m和组件失配损失的影响,确定出对它们影响最大的模型参数是二极管理想因子A。