用于晶硅异质结太阳电池的透明导电薄膜研究进展

提升晶硅异质结（HJT）太阳电池的电流有望进一步提高电池效率,透明导电氧化物薄膜（TCO）是影响HJT太阳电池电流的重要功能层。该文首先介绍了TCO薄膜的自身特性,包括掺杂元素和掺杂比例、制备技术对薄膜特性的影响。同时总结了薄膜特性对HJT太阳电池性能的影响。最后阐述了TCO薄膜应用的最新进展及发展趋势,增加盖帽层或多层TCO薄膜有望改善薄膜整体特性及电池性能。以期指导TCO薄膜特性的优化,从而进一步提高HJT太阳电池效率,加快HJT太阳电池产业化进程。     

高效硅基异质结太阳电池的ITO薄膜研究

研究室温下通过直流磁控溅射方法制备高性能非晶ITO薄膜的光电特性,并分析不同结晶度的ITO薄膜对硅基异质结太阳电池性能的影响。结果表明:非晶态的ITO薄膜具有高的载流子迁移率和高的光学透过率;当退火温度高于190℃时,随退火温度的上升,薄膜的结晶性逐渐增强,但其光学性能和电学性能都呈逐渐降低的趋势。通过优化退火温度可获得电阻率为4.83×10^-4Ω·cm、载流子迁移率高达35.3 cm²/(V·s)且长波段相对透过率大于90%的高性能非晶ITO薄膜。对比普通工艺制备的微晶ITO薄膜,在242.5 cm²的硅基异质结(SHJ)太阳电池上采用非晶ITO薄膜作透明导电膜,其短路电流密度提高0.32 mA/cm²,可提升电池的光电转换效率。     

氢注入在硅异质结太阳电池a-Si:H窗口层中的研究

基于热丝化学气相沉积(Cat-CVD)系统开展氢注入对超薄(<10 nm)氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜特性改善的研究,发现适当的氢注入可提高薄膜内的氢含量、降低其微结构因子并展宽其光学带隙.将该方法用于处理硅异质结(SHJ)太阳电池入光侧的本征非晶硅(i-a-Si:H)及N型非晶硅(n-a-Si:H)薄膜钝化层,可显...     

光注入提升晶体硅异质结太阳电池性能的研究

该文制备工业尺寸的晶体硅异质结太阳电池,研究光注入对电池光电性能的影响。实验结果表明：光注入有效提升了晶体硅异质结太阳电池的光电转换效率,经过光注入后电池光电转换绝对效率提升了0.33%,均值达到24.47个百分点。对比光注入前后的光电性能参数,其效率提升的主要因素是光注入使得电池的填充因子被有效提升。结合光注入前后电池的Suns-V_oc测试,证实了光注入能使电池的串联电阻大比例降低。因此,光注入改善电池性能的主要物理原因可归结为：串联电阻的降低提升了电池的填充因子。     

硅薄膜太阳电池制备技术发展概况

薄膜太阳电池是缓解能源危机的新型光伏器件。作为应用最为广泛的硅基薄膜太阳电池,本文主要总结硅薄膜电池的制备工艺和制备方法,讨论了不同陷光结构对太阳电池性能的影响,介绍了最新高效太阳电池的制备方法,并展望硅薄膜太阳电池的发展趋势。     

a-Si∶H薄膜的再结晶技术发展概述

论述了非晶硅薄膜的主要再结晶技术,包括传统的炉子退火、金属诱导晶化、微波诱导晶化、快速热退火和激光晶化。着重指出了各种晶化技术已取得的研究成果、优缺点、有待进一步研究的内容及其在多晶硅薄膜太阳电池工业生产中的应用前景。     

适用于太阳电池的nc-Si:H薄膜及 nc-Si/c-Si异质结的研究

该文介绍了使用改进的PECVD薄膜沉积设备,制备出掺杂氢化纳米硅(nc-SiH)薄膜,并在此基础上制备了纳米硅/晶体硅(nc-Si/c-Si)异质结;研究了其光学和电学特性.实验表明nc-Si/c-Si异质结具有良好的光电转换性能和稳定性,适用于制造太阳电池.     

太阳电池用共掺杂ZnO透明导电薄膜的结构及性能

采用直流磁控溅射法在室温条件下制备出Al,Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜.用XRD和SEM分析和观察了薄膜的组织结构和表面形貌,着重分析了靶基距对薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明,制备的Al,Zr共掺杂ZnO透明导电薄膜为具有C轴择优取向、六角纤锌矿结构的多晶薄膜.靶基距对Al,Zr共掺杂Zn0透明导电薄膜的结构和...     

高迁移率IWO薄膜特性及其在薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池中的应用研究

采用反应等离子沉积(RPD)技术在玻璃衬底上制备掺W的In_2O_3(IWO)薄膜,实验发现氧偏压对薄膜特性影响较大。研究氧偏压对IWO薄膜光电特性的影响,低温条件下制备的薄膜结晶性较好,IWO迁移率达到60.0cm~2/(V·s)。经过退火处理后,IWO的迁移率达到120.0 cm~2/(V·s)以上。基于X射线衍射(XRD)和变温霍尔效应测试分析,高迁移率主要归因于良好的结晶性以及较低的晶界势垒。最后将优化的IWO薄膜应用到薄膜硅/晶体硅异质结(SHJ)太阳电池中,高迁移率有助于提高电池的短路电流和填充因子,获得高达22.3%的光电转换效率。     

埋栅TCO薄膜的制备及在太阳电池上的应用

提出新型金属埋栅结构来改良透明导电氧化物薄膜(TCO)的光电性能,并分别采用AZO和ITO这2种TCO材料制备和对比3类薄膜(单层TCO薄膜、TCO/金属薄膜/TCO以及TCO/金属栅线/TCO三明治结构的薄膜)的光学和电学性能.本文制备的新型叠层AZO/Mg栅线/AZO和ITO/Ag栅线/ITO结构在300～1200...     

不同背反射结构在硅异质结太阳电池中的应用研究

该文旨在利用银纳米颗粒（Ag NPs）和SiO_x/Ag背反射结构提升硅异质结（SHJ）太阳电池在900~1200nm波段红外光谱响应。研究在SHJ太阳电池背光侧分别制备Ag、SiO_x/Ag和嵌入Ag NPs的SiO_x/Ag几种背反射结构,以最大限度提升SHJ太阳电池红外光谱响应。结果表明：SiO_x/Ag背反射结构可有效减少红外光的逃逸损失,提升太阳电池红外光谱响应,使得双面制绒SHJ太阳电池短路电流密度从37.74 mA/cm²提升到38.07 mA/cm²;但嵌入Ag NPs并不能帮助SiO_x/Ag背反射结构进一步提升双面制绒SHJ电池红外光谱响应,证明了基于其局域表面等离激元共振效应仅对陷光能力较差的平面太阳SHJ电池有一定提升。     

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si O_x:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm²,达到38.5 m A/cm²,填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si O_x:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si O_x:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si O_x:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si O_x:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。     

硅基薄膜太阳电池(十四)

2绒面透明导电膜绒面透明导电膜是实现光管理不可或缺的重要材料,是薄膜电池研究中的重点课题,尤其在对有源层材料的研究近乎日臻完善的状况下,光利用就成为提高效率的重要手段。不仅如此,对过去很少关注的掺杂层和透明导电层自身的光吸收问题也已经提上日程,说明效率的提高已经到了需要精益求精的程度。这与单晶硅电池研究后期正     

a-Si:H(p)/c-Si(n)异质结太阳电池的模拟优化

通过AFORS-HET软件模拟了TCO/a-Si:H(p)/a-Si:H(i)/c-Si(n)/a-Si:H(i)/a-Si:H(n)/Ag结构的硅异质结电池中硅衬底电阻率、本征非晶硅薄膜厚度、发射极材料特性以及TCO功函数对电池性能的影响。结果表明:在其它参数不变的条件下,硅衬底电阻率越低,转换效率越高;发射极非晶硅薄膜厚度对短路电流有较大影响,发射极掺杂浓度低于7.0×10¹⁹cm^-3时,电池各项性能参数都极差;TCO薄膜功函数应大于5.2 eV,以保证载流子的输运收集。     

Manz先进的薄膜与晶硅太阳电池技术并驾齐驱

<正>德国著名的高科技设备制造商Manz亚智科技素以CIGS技术著称,但并不意味着其心无旁骛。为满足全球市场对高效率、低成本太阳电池激增的多种需求,Manz在晶硅太阳电池技术方面发力,在SNEC 2014展会上推出先进晶硅太阳能生产工艺,将PERC太阳电池效率提升至20.5%。5月21日,Manz集团首席执行官兼创始人Dieter Manz携该公司CIGS事业部副总裁Claus     

石墨烯及其衍生物在钙钛矿太阳电池中的应用

石墨烯及其衍生物具有良好的电子传导能力、独特的材料结构,以及优异的光电和机械性能,因此被广泛应用于钙钛矿太阳电池中,以提高电池的光电转换效率和性能稳定性。综述了石墨烯及其衍生物作为电极材料、电子传输层和空穴传输层时在钙钛矿太阳电池中的研究进展,并指出了其在未来的发展重点。     

热丝化学气相沉积n型nc-Si:H薄膜及nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术制备n型纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜,系统地研究了沉积参数,特别是掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响,获得了器件质量的n型nc-Si∶H薄膜。制备了nc-Si∶H/c-Si HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)结构太阳电池,研究了异质结结构参数对电池性能的影响,初步得到电池性能参数如下:Voc=483mV、Jsc=29.5mA/cm2、FF=70%、η=10.2%。     

在导电玻璃衬底上热壁外延生长GaAs薄膜

该文报道以导电玻璃为衬底,采用热壁外延方法,制备GaAs多晶薄膜材料.采用电子探针(EPMA)测定薄膜的组分、表面与剖面形貌,x射线衍射(XRD)分析生长薄膜的结构,Raman散射(RSS)、光致发光光谱(PL)分析其光学性能.结果表明该薄膜性能良好、表面呈绒面结构、适合制作GaAs薄膜太阳电池.并全面分析了现有制备工艺条件对GaAs薄膜性能的影响,得出最佳的生长温度条件源温为900～930℃,衬底温度为500℃.     

低温沉积硅薄膜电池及其在塑料衬底上的应用

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,保持衬底温度在125℃沉积硅薄膜材料及电池,研究了硅烷浓度、辉光功率等沉积参数对材料和电池性能的影响。在125℃的低温条件下,通过优化沉积工艺,在玻璃衬底和PET塑料衬底上分别制备出效率达到6.8%和3.9%的单结非晶硅电池。在PET衬底上,将低温沉积非晶硅电池的技术应用于的叠层电池的顶电池,制备出效率为4.6%的非晶/微晶硅叠层电池。     

加热和水处理共同调控PbI2薄膜形貌及其在钙钛矿太阳电池中的应用研究

该文研究加热和水处理共同作用对PbI₂薄膜形貌的调控和对钙钛矿太阳电池性能的影响。使用的钙钛矿体系为（FAPbI₃）_1-x（MAPbBr₃）_x,并在两步法工艺基础上对PbI₂薄膜进行不同时间加热和短时间水处理可将PbI₂薄膜制备成多孔结构。将双重处理后的PbI₂薄膜制备成钙钛矿薄膜后,可发现钙钛矿薄膜质量明显提升,表现在：钙钛矿的晶粒尺寸明显增大、结晶性增强、吸光能力提升、载流子传输更快。且此种方式能有效调控钙钛矿薄膜中的PbI₂残留量。在器件效率方面,只对PbI₂薄膜进行加热处理制备的电池的开路电压、短路电流、填充因子和效率分别为1.05 V、23.12 mA/cm²、73.81%和17.92%,而在最优双重处理工艺下制备的电池的这4个相应的参数分别为1.09 V、24.75 mA/cm²、77.85%和21.10%。