硅太阳电池欧姆接触电极牢度的研究

实验方法 1.电池制造 将p型10?Ω-cm的硅单晶切割成0.45mm厚的20mm×20mm的硅片,按图1所示的工艺流程制作电池。     

单晶硅太阳电池背场欧姆接触的改善研究

采用磁控溅射在扩散工艺后的单晶硅片背面沉积了铝膜,对样品在600～900℃之间进行了快速热处理,利用四探针电阻测试仪、扫描电镜对热处理前后样品的电阻率、形貌等进行了表征,用半导体参数测试仪测量了样品的I-V曲线,计算了铝膜与硅片的接触电阻,并同步与印刷铝浆料样品进行了对比,研究表明,与丝网印刷工艺相比,溅射铝膜具有均匀细腻、电阻率低、接触电阻小等优点.     

银浆组成对硅太阳电池丝网印刷欧姆接触的影响

通过作图的传输线法测定比接触电阻率,定量地研究硅太阳电池正面电极用银导电浆料中银粉颗粒大小和玻璃相组成对银电极/硅表面欧姆接触的影响.结果表明,随着银导电浆料中银粉颗粒尺寸的增大比接触电阻下降,形成较好的欧姆接触;当玻璃相中铅含量增加时,在一定的烧结温度下,比接触电阻率减小.     

铝衬底硅颗粒太阳电池制备工艺研究

用QJ201铝钎焊剂作为还原剂,将N型硅颗粒与铝片在585℃以下进行烧结,在硅和铝之间形成合金型P-N结。铝片起支撑体的作用,同时也是太阳电池的背电极。经过选择性腐蚀,去除硅颗粒周围的杂质层,用PET聚酯膜在真空条件下加热至PET的熔点以上,在压力作用下,使PET渗入到硅颗粒的缝隙中,形成绝缘层。将硅颗粒上表面的绝缘层打磨掉,溅射沉积透明导电层,作为电池的上电极。制备成的太阳电池光电转换效率为4.3%。     

单晶硅太阳电池铝背场的快速热处理制备

分别采用常规和快速热处理在800℃制备了单晶硅太阳电池的铝背场,并利用扩展电阻、X射线衍射和扫描电镜研究了铝背场的载流子浓度分布、铝硅相的组成和表面形貌.载流子浓度分布显示,快速热处理40s就能在硅片表面形成约7μm的背场,达到常规热处理20min的效果.X射线衍射分析和扫描电镜观察发现,快速热处理与常规热处理都能够在硅片背面形成Al3.21Si0.47相,但是快速热处理后形成了致密的铝硅合金,而常规热处理处理后表面依然呈颗粒分布.这些实验结果表明,快速热处理不仅促进铝在硅中的扩散从而能够在很短的时间形成铝背场,而且还能够同时促进铝硅合金化,形成良好的背电极.     

砷化镓量子点太阳电池及材料的研究现状

介绍了目前砷化镓量子点太阳电池的研究现状,主要包括:量子点太阳电池理论分析、量子点结构材料生长与性能表征、量子点太阳电池器件结构设计与制备技术三方面。此外,在对目前研究中所存在的难点问题进行分析后,认为制备高质量的量子点结构材料以及优化量子点太阳电池结构设计是目前获得高性能量子点电池的关键。     

掺镓硅片电阻率对太阳电池性能的研究

本文将电阻率为0.2~4Ω·cm的掺镓硅片分别制备成常规铝背场电池和PERC电池,并对电池的少子寿命、电性能参数和光致衰减进行测量,研究了电池性能的差别,为掺镓硅片投入工业化生产提供了参考。实验结果表明:常规铝背场电池的转换效率随着电阻率的增加而增加,电阻率为3~4Ω·cm的电池转换效率最高为20.30%;PERC电池的转换效率随着电阻率的增加而减小,电阻率为0.2~1Ω·cm的电池转换效率最高为21.38%。     

大面积高效率空间用三结砷化镓太阳电池的研究

通过在电池中引入布拉格反射器,提高电池抗带电子辐照能力,经辐照后使电池最大功率平均衰减小于18%。优化上电极栅线结构,当金属栅线面积占电池面积的3.0%时,电池平均短路电流为456.2mA。优化TiO_x/AlO_x双层减反射膜结构,短波300~500nm范围内电池表面反射率小于30%。采用以上结构最终制备出面积为26.8cm~2的空间用三结砷化镓太阳电池,批产平均转换效率为29.61%,最大转换效率30.15%。     

三结砷化镓聚光太阳电池电学特性的研究与仿真

聚光太阳系统将多结太阳电池与聚光器组合在一起,具有较高转换效率。本文基于单二极管模型等效电路,建立三结聚光Ga In P/Galn As/Ge叠层太阳电池的数学模型,研究不同聚光倍数下(200~1000X)电池的电学特性,并与实测值进行对比。结果表明:其开路电压、短路电流和电池功率随聚光比的逐步增大而增加,而电池效率随聚光比的升高呈先增后减趋势。实测值均小于理论值,计算误差随聚光比的增加而变大,最大计算误差不超过7.5%。     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(1)

介绍以直接带隙Ⅲ-Ⅴ族材料为主体的多结叠层聚光太阳电池的特性和研发进展。据报道,三结叠层GaInP/GaAs/Ge太阳电池已成为空间能源的主力军,四结叠层GaInP/GaAs/GaInPAs/GaInAs聚光太阳电池的效率已达46.5%。在不远的将来,实现高效(50%)、低成本的Ⅲ-Ⅴ族多结叠层聚光电池是有现实可能的。     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(3)

<正>2GaAs单结太阳电池2.1 AlxGa1-xAs/GaAs单结太阳电池在上世纪60年代,人们由Ga As材料的优良性质预见到,GaAs太阳电池能获得高的转换效率。但是初期用研制Si太阳电池的扩散p-n结方法来研制GaAs太阳电池并未获得成功。原因是GaAs材料的表面复活速率大,大部分光生载流子被表面复合中心复活,不能形成光生电流。     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(6)

<正>1997年Olson等提出采用Ga_(1-x)In_xN_(1-y)As_y四元系材料来研制第三结子电池,因为这是化合物半导体材料中,唯一一种可通过调节x、y值(Ga_(0.93)In_(0.07)N_(0.023)As_(0.977)),既能得到约1 eV的带隙,又与GaAs晶格匹配的材料[24]。但是,带隙为1 eV的窄带隙Ga_(1-x)In_xN_(1-y)As_y材料的质量差,与N相     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(7)

<正>2014年,天津三安光电公司报道,他们成功研发了晶格应变三结叠层GaInP/GaInAs/Ge高倍聚光电池,并进行了规模生产,聚光电池效率达到40%~41%。在青海神光格尔木建立了50 MW高倍聚光光伏电站,在青海日芯建立了60 MW高倍聚光光伏电站~([29])。3.3.3反向应变GaInP/GaAs/GaInAs三结叠层聚光电池改善GaInP/GaAs/Ge叠层电池能带匹配的     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(4)

<正>进一步提高太阳电池效率最现实、最有效的途径是形成多结叠层聚光电池。这里以三结叠层电池为例来说明叠层电池的工作原理。选取3种半导体材料,如Ga In P、Ga In As和Ge,它们的带隙依次为Eg1=1.7 e V、Eg2=1.18 e V和Eg3=0.67e V,Eg1Eg2Eg3,将这3种材料分别制备出3个子电池,然后按Eg的顺序,从大到小将这3个     

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(2)

<正>1 Ga As材料和太阳电池的特点以Ga As为代表的III-V族化合物半导体太阳电池为什么能取得高效率呢?这与它们材料的特性,以及所构成的太阳电池器件的结构有关。1)Ga As是一种典型的III-V族化合物半导体材料,具有与Si相似的闪锌矿立方晶系结构,不同的只是Ga和As原子交替占位。Ga As具有直接能带隙,其带隙宽度Eg为1.42 e V(300 K),     

Ag／AuGeNi／n—GaSb欧姆接触的研究

研究了Ａｇ／ＡｕＧｅＮｉ／ｎ－ＧａＳｂ在１５０°－４５０°下合金处理对欧姆接触的影响，最佳合金温度为２２０℃，此进接触电阻率为６．７×１０＾－４Ωｃｍ＾２。用ＡＥＳ和ＸＲＤ研究了金属半导体界面处的扩散及物相变化，并讨论了接触电阻率与微结构的关系。     

硼镓共掺多晶硅背钝化太阳电池的光衰研究

研究同一小硅锭中不同部位的硼镓共掺多晶硅片制备成背钝化太阳电池后,不同的电池效率和光衰情况,并研究经过同样的抗光衰处理后这些电池的光衰情况。测试结果显示,硅锭尾部位置的硅片具有最高的电阻率、最高的氧含量、最低的硼、镓含量及最高的杂质含量。将硅锭不同位置的硅片经过量产产线制成背钝化电池后,头部硅片得到的电池片的平均转换效率为19.08%,中部硅片得到的电池片的平均转换效率平均效率为19.15%,尾部硅片得到的电池片的平均转换效率为19.06%。光衰结果显示,对于未经过抗光衰处理的电池片,头部和中部位置具有较低的光衰比例,而尾部位置具有较高的光衰比例;电池片经过抗光衰处理后,不同位置对应的电池片都有效率提升,继续经过光衰测试后,尾部位置出现较明显的抗光衰效果。该研究对硼镓共掺多晶硅片生产和多晶背钝化电池抗光衰工艺具有指导意义。     

Ag／AuGeNi／n－GaSb欧姆接触的研究

研究了Ａｇ／ＡｕＧｅＮｉ／ｎ－ＧａＳｂ在１５０℃一４５０℃下合金处理对欧姆接触的影响，最佳合金温度为２２０℃，此时接触电阻率为６．７×１Ｏ－‘Ωｃｍ‘。用ＡＥＳ和ＸＲＤ研究了金属半导体界面处的扩散及物相变化，并讨论了接触电阻率与微结构的关系。     

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的发展和应用系列讲座(5) 砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(5)

<正>聚光可利用相对便宜的光学系统,成百上千倍地提高照射到电池表面的太阳光强,相应增加电池的输出功率,降低光伏发电系统的成本。而且,聚光还可提高电池的效率。因为在理想情况下,在一定光强范围,电池的短路电流与光强呈正比,而开路电压随光强呈对数式增长。然而,实际的太阳电池器件具有一定等效串联