1 渤海大学物理科学与技术学院, 锦州 121013
2 渤海大学化学与材料工程学院, 锦州 121013
用SCAPS构建了铜锑硫薄膜太阳电池模型, 计算了器件的性能。分别研究了吸收层厚度、载流子浓度、缺陷密度和背电极功函数对器件性能的影响。结果表明, 过薄的吸收层对绿光和红光吸收不充分, 1.5~3 μm厚的吸收层能满足光谱吸收要求。当受主浓度为2×1018 cm-3时, 器件光电转换效率最高。缺陷密度大于10-14 cm-3时, 器件的光电转换效率急剧降低。贫铜富硫气氛制备铜锑硫可以提高受主浓度, 减小开路电压亏损, 也可以抑制硫空位缺陷形成, 从而提高器件的光电转换效率。功函数较高的材料能降低背电极势垒, 减少载流子在背电极复合。材料参数优化后, 器件的光电转换效率最高为21.74%。
铜锑硫 薄膜太阳电池 开路电压亏损 缺陷密度 背电极 CuSbS2 thin film solar cell SCAPS SCAPS open circuit voltage deficit defect density back contact
1 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213000
2 常州大学微电子与控制工程学院, 常州 213000
3 扬州大学, 扬州 225000
本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池, 并采用氯化铯(CsCl2)溶液对器件上界面进行处理, 同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现, CsCl2溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合, 还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb2Se3/CsCl2/Au的器件结构, 得到了转换效率为6.32%的高效Sb2Se3薄膜太阳电池, 比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb2Se3薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用, 其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。
硒化锑 氯化铯 背接触处理 薄膜太阳电池 气相输运沉积技术 薄膜光电性能 Sb2Se3 CsCl2 back contact treatment thin film solar cell vapor transport deposition thin film photoelectric performance
中国科学院大学材料与光电研究中心&材料科学与光电技术学院，北京 100049
对PEDOT∶PSS(聚(3,4亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))薄膜与Mg、Al和Ag三种金属接触后的I-V特性曲线进行了测试分析，发现Mg和Al与PEDOT∶PSS薄膜接触后呈现高电阻特性，可以起到绝缘隔离层的作用。在此基础上，以PEDOT∶PSS作为空穴传输层，以LiF作为电子传输层，以PEDOT∶PSS与Mg/Al的接触作为隔离层，不采用光刻工艺，设计制备了只需一次掩膜工艺的背接触太阳电池。通过在PEDOT∶PSS上采用热丝氧化升华技术制备MoOx层，通过优化LiF薄膜的厚度，在抛光硅片上初步实现了开路电压最高为592 mV和效率最高为10.13%的背接触太阳电池。采用金属辅助腐蚀制备硅纳米线陷光结构改善前表面陷光效果，得到了开路电压为587 mV，短路电流密度为35.57 mA/cm2，填充因子为69.97%，效率为14.61%的背接触太阳电池。
背接触硅基太阳电池 免光刻工艺 掩膜技术 PEDOT∶PSS空穴传输层 溶液法 interdigitated back contact silicon solar cell lithography-free process shadow mask technology PEDOT∶PSS hole transport layer solution method
1 中国科学院上海高等研究院薄膜光电工程技术研究中心, 上海 201210
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
通过数值模拟对叉指背接触(IBC)晶硅太阳电池的结构参数进行了系统研究, 详细分析了硅片厚度, 电池背面发射区、隔离区、背表面场的面积比以及发射区金属接触线的分布和线宽对电池开路电压、短路电流密度、填充因子和电池转换效率的影响。结果表明：增大发射区面积占比、减小金属接触线的线宽均有利于提高电池转换效率；当电池硅片厚度为220 μm, 背面发射区、隔离区和背表面场的面积比为8∶1∶1, 且发射区的2个金属接触线总线宽为10 μm时, IBC电池的光电转换效率最优值为24.19%。
探测器 硅太阳能电池 叉指背接触 图形化结构 能量损失 性能优化 电流空间分布 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 080401
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650092
2 云南师范大学太阳能研究所, 云南 昆明 650092
主要研究了聚光能流特性对槽式聚光热电联供系统电输出性能的影响。通过CCD相机测量不同距离和不同镜面开口宽度焦平面上的能流分布图获取能流值分布矩阵，提取能流参数，包括相对平均能流值、不均匀度、峰值偏离度和能流利用率。通过引入聚光条件下电池内部复合机制和寄生电阻，建立了聚光电池阵列的双指数等效电路模型，模拟结果与实验结果吻合得较好。结果表明，短路电流和相对最大功率随相对平均能流值的增加而增加，两者的增大率分别因复合机制的增强和寄生电阻欧姆损失的增大而减小；开路电压随不均匀度和峰值偏离度的增大而减小；相对平均能流值因寄生电阻欧姆损失对填充因子影响最大；电池的效率由能流利用率和相对平均能流值决定。以6片串联2 cm×2 cm的背接触电池阵列为例，当镜面开口宽度为157 cm、距焦平面2 cm时，平面上的能流分布最适合电池阵列的性能输出。
光电子学 太阳能 最佳性能输出 能流参数 背接触电池 不均匀度 相对平均能流
