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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 21 毫秒
1.
刘芳芳  何青  周志强  孙云 《物理学报》2014,63(6):67203-067203
Cu元素成分对Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜材料的电学性质及其电池器件性能有很重要的影响.本文利用蒸发法制备了贫Cu和富Cu的CIGS吸收层(0.7Cu/(Ga+In)1.15)及相应的电池器件.扫描电镜和Hall测试发现,富Cu材料的结构特性(晶粒大、结晶状态好)和电学特性(电阻率低、迁移率高等)优于贫Cu材料,而性能测试表明贫Cu器件的效率优于富Cu器件.变温性能测试分析表明,贫Cu器件的主要复合路径是体复合,激活能与CIGS禁带宽度相当;富Cu器件的主要复合路径是界面复合,其激活能远小于CIGS禁带宽度,这大大降低了开路电压Voc,从而降低了电池效率.最后利用蒸发三步法制备了体材料稍富Cu表面贫Cu的CIGS吸收层,降低了短路电流和开路电压的损失,获得了超过15%的电池效率.  相似文献   

2.
刘伯飞  白立沙  魏长春  孙建  侯国付  赵颖  张晓丹 《物理学报》2013,62(20):208801-208801
采用射频等离子体增强化学气相沉积技术, 研究了非晶硅锗薄膜太阳电池. 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. 关键词: 非晶硅锗薄膜太阳电池 短路电流密度 开路电压 带隙梯度  相似文献   

3.
张晓宇  张丽平  马忠权  刘正新 《物理学报》2016,65(13):138801-138801
利用半导体工艺和器件仿真软件silvaco TCAD(Technology Computer Aided Design),模拟研究了采用硅/硅锗合金(silicon/silicon germanium alloy,Si/Si_(1-x)Ge_x)量子阱结构作为吸收层的薄膜晶体硅异质结太阳电池各项性能.模拟结果显示,长波波段光学吸收随锗含量的增加而增加,而开路电压则因Si_(1-x)Ge_x)层带隙的降低而下降.锗含量为0.25时,短路电流密度的增加补偿了开路电压的衰减,效率提升0.2%.氢化非晶硅/晶体硅(a-Si:H/c-Si)界面空穴密度以及Si_(1-x)Ge_x)量子阱的体空穴载流子浓度制约着空穴费米能级的位置,进而影响到开路电压的大小.随着锗含量增加,a-Si:H/c-Si界面缺陷对开压的影响降低,Si_(1-x)Ge_x)量子阱的体缺陷对开压的影响则相应增加.高效率含Si_(1-x)Ge_x)量子阱结构的硅异质结太阳电池的制备需要a-Si:H/c-Si界面缺陷的良好钝化以及高质量Si_(1-x)Ge_x)量子阱的生长.  相似文献   

4.
采用共蒸发法在不同衬底温度下沉积Cu_2ZnSnSe_4(简称CZTSe)薄膜,分析了衬底温度对CZTSe材料性质及电池性能的影响。研究表明:当衬底温度较低时(380℃),CZTSe薄膜中含有SnSe_x使电池失效;随着衬底温度的升高,CZTSe薄膜的结晶质量明显提升,电池开路电压增加。但当衬底温度达到460℃时,电池的转换效率反而下降;结合CZTSe的生长机理及器件模型分析了电池效率下降可能的原因。最终在衬底温度420℃的条件下制备出效率为3.12%(有效面积0.34 cm~2)的CZTSe太阳电池。  相似文献   

5.
作为无机化合物薄膜太阳能电池中具有代表性的一类电池,铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4,简称CZTSSe)薄膜太阳能电池因其组成元素地壳含量丰富、低毒等优点受到广泛关注.目前,吸收层的高缺陷密度和器件的低开路电压被认为是限制该类电池效率的两个关键因素.为了突破这两大困境,科研人员发展了阳离子取代方法,即通过引入其...  相似文献   

6.
采用衬底加热溅射铜锌锡硫(CZTS)四元化合物单靶制备CZTS薄膜,并研究原位退火对制备薄膜的影响.结果表明:在溅射结束后快速升温并保持一段时间,所得到的样品相比于未原位退火的CZTS薄膜结晶质量更好,且表面更平整致密;原位退火后的CZTS薄膜太阳电池性能参数也相应地有所提升,其开路电压(V_(OC))为575 mV,短路电流密度(J_(SC))为8.32 mA/cm~2,光电转换效率达到1.82%.  相似文献   

7.
A closed-form expression for the current–voltage relationship of pin diodes and pin solar cells is obtained. The model considers drift and diffusion currents, and assumes a uniform electric field in the intrinsic layer, equal diffusion lengths for electrons and holes and a homogeneous generation rate. We show that both drift and diffusion currents must be taken into account to describe the current over a wide range of applied voltage. The inclusion of both transport mechanisms results in diode ideality factors between 1.8 at low, and 1.2 at high applied voltages. Comparisons of current/voltage characteristics and solar cell output parameters obtained from our model with experimental data of thin-film silicon solar cells show that our model accurately explains the output characteristics of pin solar cells. PACS 84.60.Jt; 85.60.Bt  相似文献   

8.
We investigated the transport and photovoltaic properties of Cu(In1-xGax)Se2 (CIGS) thin-film solar cells. The shunt-current-eliminated diode current could be obtained from the current–voltage characteristics by subtracting the parasitic shunt leakage current from the total current. The temperature dependence of the open-circuit voltage, extracted from the shunt-eliminated (total) current, suggested that the recombination activation energy is comparable to (much less than) the CIGS bandgap. The low-temperature characteristics of the diode ideality factor supported bulk-dominated recombination in the same cell. This suggests that shunt-current subtraction can provide the proper diode parameters of CIGS solar cells.  相似文献   

9.
张超  敖建平  毕金莲  姚立勇  孙国忠  周志强  何青  孙云 《物理学报》2013,62(23):238801-238801
以H2S气体作为硫源、固态蒸发硒蒸气作为硒源对电沉积Cu-In-Ga金属预制层进行硒硫化处理. 通过电沉积Cu-In-Ga金属预制层在不同衬底温度下硒化、硫化和硒硫化的对比实验,发现CuInS2相和CuIn(S,Se)2相优先生成,抑制了CuInSe2相的生成,促使InSe相薄膜向内部扩散,减弱了薄膜两相分离现象. 采用先硒化后硒硫化处理工艺优化了Cu(In,Ga)(S,Se)2薄膜的制备工艺,在250 ℃预硒化得到了开路电压为570 mV的太阳电池,在更高的预硒化温度得到了较大短路电流的太阳电池,最终优化得到了效率达到10.4%的电池器件. 关键词: 电化学沉积 Cu-In-Ga金属预制层 硒硫化处理 2薄膜')" href="#">Cu(In,Ga)(S,Se)2薄膜  相似文献   

10.
范伟利  杨宗林  张振雲  齐俊杰 《物理学报》2018,67(22):228801-228801
碳基钙钛矿太阳能电池因稳定性高、成本低廉而备受关注,但由于钙钛矿与碳电极之间能级匹配度不高,界面阻力大而导致效率不及金属基钙钛矿太阳能电池.本文制备了碳基无空穴传输层FTO/c-TiO2/m-TiO2/CH3NH3PbI3/Carbon电池结构.通过对介孔二氧化钛层、钙钛矿层厚度进行优化,并对钙钛矿的薄膜形貌及钙钛矿激发电子寿命、可见光吸收度、载流子的提取与分离等进行深度分析,讨论了电池效率提升的内在机理.当介孔氧化钛层和钙钛矿层达到最优厚度时,钙钛矿太阳能电池获得了开路电压(Voc)为0.93 V、电流密度(Jsc)为21.75 mA/cm2、填充因子为55%、光电转化效率达到11.11%.同时对电池进行了稳定性研究,在室温湿度为40%–50%的条件下放置15 d电池性能依旧稳定保持原来的95%,优于金属基钙钛矿太阳能电池,从而为碳电极钙钛矿太阳能电池的商业化发展提供了可能.  相似文献   

11.
Laser patterning of thin-film solar cells is essential to perform external serial and integrated monolithic interconnections for module application and has recently received increasing attention. Current investigations show, however, that the efficiency of thin-film Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) modules is reduced due to laser scribing also with ultrashort laser pulses. Hence, to investigate the reasons of the laser-induced material modifications, thin-film CIGS solar cells were laser-scribed with femto- and picosecond laser pulses using different scribing procedures and laser processing parameters. Besides standard electrical current voltage (IV) measurements, additional electrical and optical analysis were performed such as laser beam-induced current (LBIC), dark lock-in thermography (DLIT), and electroluminescence (EL) measurements to characterize and localize electrical losses due to material removal/modifications at the scribes that effecting the electrical solar cell properties. Both localized as well as distributed shunts were found at laser scribe edges whereas the laser spot intensity distribution affecting the shunt formation. Already laser irradiation below the ablation threshold of the TCO film causes material modification inside the thin film solar cell stack resulting in shunt formation as a result of materials melting near the TCO/CIGS interface that probably induces the damage of the pn-junction.  相似文献   

12.
基于P-N结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
任驹  郭文阁  郑建邦 《光子学报》2006,35(2):171-175
通过分析实际P-N结与理想模型之间的差别,建立了P-N结二极管及太阳能电池的数学模型;利用Matlab中的系统仿真模块库建立仿真模型,设置参量,求解模型方程并绘制了图形.对太阳能电池在一定光照下旁路电阻及串联电阻取不同数值时对其开路电压、短路电流及填充因子的影响做了模拟,并与实际测得的硅太阳能电池伏安特性进行了比较.模型分析与实验测量的结果表明等效的旁路电阻和串联电阻分别影响电池的开路电压和短路电流.仿真结果与实验测量结果一致.  相似文献   

13.
李萌  牛贺莹  姚路炎  王栋梁  周忠坡  马恒 《物理学报》2014,63(24):248403-248403
以poly(3-hexylthiophene)(P3HT)为电子给体,indene-C60bisadduct(ICBA)为电子受体,通过掺杂不同浓度胆甾液晶氯化胆甾醇制备了有机体异质结太阳能电池.结果表明,适当浓度掺杂使器件的开路电压提高到了0.78 V,但短路电流密度却有所降低,填充因子几乎不变,能量转换效率提高了10%.利用X射线、光致发光、原子力显微镜及紫外-可见吸收光谱进行表征,发现液晶掺杂对活性层的结晶度、分子内部排列情况、薄膜表面形貌和光吸收特性等都有明显影响.  相似文献   

14.
为了提高太阳能电池的性能,研究磁性纳米粒子在外加磁场的作用下对聚合物太阳能电池有源层P3HT:PCBM成膜及太阳能电池性能的影响。本文采用热分解法制备了磁性Fe3O4纳米粒子,将不同质量分数的Fe3O4纳米粒子掺入到P3HT:PCBM溶液中,旋涂后在外加磁场的作用下自组成膜。通过TEM、XRD对制备的Fe3O4纳米粒子进行表征,并利用偏光显微镜、原子力显微镜对成膜质量进行探究。结果表明,采用热分解法制备的Fe3O4纳米粒子直径在10 nm左右,在外加磁场作用下,Fe3O4纳米粒子对成膜有一定的调控作用。当Fe3O4纳米粒子掺杂质量分数为1%时,太阳能电池器件的开路电压增加3.77%,短路电流增加24.93%,光电转换效率提高7.82%。  相似文献   

15.
Electronic and photovoltaic properties of p-Si/C70 heterojunction diode have been investigated. The ideality factor n and barrier height φb values of the diode were found to be 1.86 and 0.69 eV, respectively. The diode indicates a non-ideal current–voltage behaviour due to the ideality factor being higher than unity. This behaviour results from the effect of series resistance and the presence of an interfacial layer. The series resistance RS and ideality factor n values were determined using Cheng's method and the obtained values are 2.21×105 Ω and 1.86, respectively. The device shows photovoltaic behaviour with a maximum open-circuit voltage of 0.22 V and a short-circuit current of 0.35 μA under 6 mW/cm2 light intensity.  相似文献   

16.
采用金属银辅助化学刻蚀法在制绒的硅片表面刻蚀纳米孔形成微纳米双层结构,以期获得高吸收率的太阳能电池用黑硅材料.鉴于微纳米结构会在晶硅表面引入大量的载流子复合中心,利用磁控溅射技术在黑硅太阳电池表面制备了BiFeO_3/ITO复合膜,并对其表面性能和优化效果进行了探索.实验制备的具有微纳米双层结构的黑硅纳米线长约180—320 nm,在300—1000 nm波长范围内入射光反射率均在5%以下.沉积BiFeO_3/ITO复合薄膜后的黑硅太阳能电池反射率略有提高,但仍然具有较强的光吸收性能;采用BiFeO_3/ITO复合膜的黑硅太阳能电池开路电压和短路电流密度分别由最初的0.61 V和28.42 mA/cm~2提升至0.68 V和34.57 mA/cm~2,相应电池的光电转化效率由13.3%上升至16.8%.电池综合性能的改善主要是因为沉积BiFeO_3/ITO复合膜提高了电池光生载流子的有效分离,从而增强了黑硅太阳电池短波区域的光谱响应,表明具有自发极化性能的BiFeO_3薄膜对黑硅太阳能电池的表面性能可起到较好的优化作用.  相似文献   

17.
岳龙  吴宜勇  张延清  胡建民  孙承月  郝明明  兰慕杰 《物理学报》2014,63(18):188101-188101
基于p-n结暗特性双指数模型,对经质子辐射后的单结GaAs/Ge太阳电池的暗特性I-V曲线进行数值拟合,确定了单结GaAs/Ge太阳电池在辐射前后的四个暗特性特征参数,即串联电阻R_s、并联电阻R_(sh)、扩散电流I_(s1)和复合电流I_(s2).研究结果表明,质子辐射后单结GaAs/Ge太阳电池的R_s,R_(sh),I_(s1)和I_(s2)四个暗特性参数均发生显著变化.经低能质子辐射后,单结GaAs/Ge太阳电池的R_(sh)随位移损伤剂量的增加而减小,而R_s,I_(s1)和I_(s2)三个参数随位移损伤剂量的增加而增大,其中串联电阻随位移损伤剂量线性增加而与辐射质子能量无关.理论分析表明,上述参数的变化与质子辐射损伤区域分布有关.基区和发射区的损伤主要引起单结电池串联电阻和扩散电流的增加;结区的损伤导致并联电阻减小,复合电流增大.  相似文献   

18.
碲化镉薄膜太阳能电池电学特性参数分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
用inline方式全部近空间升华方法制备n-CdS/p-CdTe取得了~11%的转换效率(AM1.5). 把其中n-CdS层采用磁控溅射方法取得了~10%的转换效率(AM1.5). 基于其电流密度-电压(J-V)曲线和外量子效率曲线, 分析了其拟合关键参数对于电池性能的影响程度, 并从理论分析上把目前器件性能参数与当今前沿性能参数以及其理论值进行比较, 指出了如何提高电池转换效率(η)的方法: 提高开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)和填充因子(FF). 关键词: 碲化镉电池 电流密度-电压曲线 外量子效率曲线 电学特性  相似文献   

19.
A design of ultrathin crystalline silicon solar cells patterned with α-NaEr_(0.2)Y_(0.8)F_4 upconversion nanosphere(NSs) arrays on the surface was proposed. The light trapping performance ofα-NaEr_(0.2)Y_(0.8)F_4 NSs with different ratios of sphere diameter to sphere pitch was systematically studied by COMSOL Multiphysics. The influence of different NS diameters and ratio to the average optical absorption of ultrathin crystalline silicon solar cell was calculated, as well as the short circuit current densities. The results show that the average optical absorption of solar cells with 2.33 μm silicon covered by α-NaEr_(0.2)Y_(0.8)F_4 NSs of 100 nm in diameter and 5.2 in ratio has improved by 8.5% compared to planar silicon solar cells with the same thickness of silicon. The light trapping performance of different thicknesses of silicon solar cells with the optimized configuration of NSs was also discussed. The results indicate that our structure enhances the light absorption. The presented model will be the basis for further simulations concerning frequency upconversion of α-NaEr_(0.2)Y_(0.8)F_4 materials.  相似文献   

20.
刘俊岩  秦雷  宋鹏  龚金龙  王扬  A. Mandelis 《物理学报》2014,63(22):227801-227801
建立了调制激光诱发硅太阳能电池的少数载流子密度波数学模型,并利用光致载流子辐射检测掺杂浓度、阻抗及载流子输运参数. 对频域响应曲线中的双弯曲效应进行了研究,构建了小交流信号作用的太阳能电池等效电路拓扑结构,仿真分析了不同掺杂浓度、阻抗电阻和载流子传输参数对频响曲线拐点的影响. 通过光致载流子辐射频域扫描实验与多参数拟合检测了单晶硅太阳电池的施/受主浓度、并联电阻和载流子输运参数. 结果表明:光致载流子辐射技术检测大面积太阳能电池频响曲线的双弯曲是由电容效应所引起的,建立的数学模型可定量描述和预测检测结果,并用于测量太阳能电池的掺杂浓度、电阻和载流子输运参数. 关键词: 调制自由载流子辐射 扫频检测 PN结电容 参数测量  相似文献   

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