柔性高效III-V族多结太阳电池正在被开发、应用于无人机、可穿戴设备和空间能源等领域.采用MOCVD技术在GaAs衬底上制备太阳电池外延层, 之后通过低温键合和外延层剥离方法将外延层转移到柔性衬底上.通过外延层剥离设备设计和大量参数优化实验, 实现了GaAs太阳电池结构从四英寸砷化镓晶圆上的有效分离, 且不产生缺陷并保持原有的性能.近期, 在50 μm聚酰亚胺薄膜上制备的30 cm2大面积柔性GaInP/GaAs/InGaAs 三结太阳电池实现了31.5%的转换效率(AM0光谱), 其中开路电压3.01 V, 短路电流密度16.8 mA/cm2, 填充因子0.845.由于采用了轻质的聚酰亚胺材料, 所得到的柔性太阳电池面密度仅为1685 g/m2, 比功率高达2530 W/kg.

无机有机杂化钙钛矿太阳能电池被认为是最有发展前景的第三代光伏技术之一, 经过短短几年时间的研究, 钙钛矿太阳能电池现今的最高效率已经突破22%.随着钙钛矿太阳能电池的效率越来越接近理论效率, 为了进一步提升电池效率, 研究人员将目光投向了钙钛矿材料不能有效吸收的近红外波段.在本文中, 我们回顾了近两年来将上转换材料与钙钛矿太阳能电池相结合的研究, 将它们分成较为传统的方法和新型方法.传统的方法即是使用较为单一的NYF纳米颗粒对钙钛矿太阳能电池进行掺杂, 利用稀土离子的上转换效应, 吸收近红外光, 扩宽钙钛矿的吸收范围, 从而提升太阳能电池的性能; 而新型的方法即是在传统的单一使用稀土离子的基础上, 添加其他离子或者引入重掺杂半导体材料来进一步提升太阳能电池性能的方法, 从实验结果看, 这两种方法都取得了较好的结果.

分别利用Suhir双金属带热应力分布理论和有限元法研究了Si/GaAs晶圆片键合界面在退火过程中的热应力分布, 并将热应力分布理论计算结果与有限元分析结果进行了对比验证, 得到了一致的结论。根据计算分析结果, 对晶圆片进行了结构热变形分析, 并研究了不同因素对键合热应力的影响, 提出了减小键合热应力的有效措施。

以二乙基锌和水汽分别作为锌源和氧源，用LP-MOCVD方法在p型Si(100)衬底上生长了单一取向的ZnO薄膜。对得到的样品在氮气气氛中进行高温热处理，退火温度分别为900，1 000，1 100 ℃。 利用室温PL谱、XRD、AFM、XPS等方法对样品的性质进行了研究。研究表明:(1)随着退火温度的升高，样品的结晶性质也逐渐提高，从表面形貌观察到晶粒尺寸逐渐增大；(2)当退火温度从900 ℃升高至1 000 ℃时，样品的光致发光谱中可见光波段的发光强度有所减弱，而紫外波段的发光强度明显增强；当退火温度升高至1 100 ℃时，可见光波段的发光几乎完全被抑制，而紫外波段的发光强度急剧增强。分析认为，高温退火改善晶体结晶质量的同时调制了样品的Zn/O比，氮气气氛下的热处理使得样品内的氧原子逸出，来自受主缺陷OZn的可见发射随温度升高逐渐减弱，而当退火温度达到1 000 ℃以上时样品成为富锌状态，此时与施主缺陷Zni有关的紫外发射急剧增强。

使用脉冲激光淀积(PLD)技术在n型Si衬底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,在O2气氛下对样品进行了500 ℃(Sample 1, S1)，600 ℃(Sample 2, S2)，700 ℃(Sample 3, S3)和800 ℃(Sample 4, S4)退火，随后进行了X射线衍射(XRD)谱，椭偏光折射率，热激电流(TSC) 和电容-电压(C-V)的测量。研究发现：S1中晶界的电子陷阱由高浓度的深能级杂质(Zni)提供的电子填充，该能级位于ET=EC-024±0.08 eV。S3中出现与中性施主(D0)有关的深能级中心，其ET=EC-0.13±0.03 eV，推测D0的出现与高温氧气条件退火下晶界处形成的复合体缺陷有关。XRD和椭偏光折射率测量结果表明：氧气对ZnO薄膜微结构的修饰是改变ZnO/Si结构光电特性的主要因素。