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本文利用优化的陷光结构和非晶硅太阳电池模拟软件模拟计算了陷光结构、本征吸收层厚度和隙态密度对a-Si 单结、a-Si/a-Si 叠层电池性能的影响。在分析计算结果的基础上，提出了实现高效高稳定a-Si 太阳电池结构的最佳方案。
高效稳定a-Si太阳电池的优化设计
【摘 要】
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本文利用优化的陷光结构和非晶硅太阳电池模拟软件模拟计算了陷光结构、本征吸收层厚度和隙态密度对a-Si 单结、a-Si/a-Si 叠层电池性能的影响。在分析计算结果的基础上，提出了实现高效高稳定a-Si 太阳电池结构的最佳方案。
【机 构】
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南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,天津,300071 南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验
【出 处】
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第八届全国光伏会议暨中日光伏论坛
【发表日期】
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2004年10期
其他文献
利用LP-MOCVD 生长技术,采用Zn(C2H5)2 作Zn 源和H2O 作氧源,使用硼烷为掺杂气体，制备出了光电特性稳定的较低电阻率、高透过率的氧化锌薄膜。在薄膜面积10cm×10cm 范围内，厚度为5500. 时，方块电阻为40Ω，透过率>85﹪，迁移率为8.56cm2/Vs。应用于非晶硅电池背反射电极后，显著提高了电池的短路电流，从而提高了电池效率。
在用VHF-PECVD 技术沉积大面积硅基薄膜中，最主要的问题是大面积的均匀性，而影响薄膜均匀性的主要因素是电极上电场分布的均匀性。本文对VHF 频段电场分布进行了分析，认为当激发频率在VHF 频段时驻波和损耗波对电场均匀性分布影响很大，而通过选择不同的电源馈入方式可以减小它们的影响，所以电源馈入方式是解决问题的关键。根据实际情况，本文采用中心馈入法，对馈线和电极的连接方式进行了仔细研究，并通过工
铁镍氧化物作为太阳电池光电化学制氢的阳极催化膜，在碱性溶液中具有较好的析氧活性和耐腐蚀性。本文报道了采用对靶磁控溅射法制备的铁镍氧化物其光电特性和结构与氧氩比之间的关系：当氧气含量在20﹪－1﹪的范围内改变时，获得材料的电阻率为102－103Ω·cm。当反应室中氧气含量较高（20﹪）时，材料的晶化强度较小，过电势有所降低，电流密度为10mA/cm2 时过电位为321mV。
硫化锡（SnS）的吸收系数很高，禁带宽度为1.5eV, 是一种很有发展前景的太阳能应用材料。本文中，用化学水浴法制备了SnS 薄膜，测量了SnS 薄膜的结构、光学和电学性能。实验表明，制备的SnS 薄膜是具有斜方晶系结构的多晶薄膜，从薄膜的透射谱可以得到其吸收系数在可见光谱范围内可达105cm-1，其禁带宽度在1.5eV 左右。用高精度电压电流表测量了薄膜的暗电导和光电导。
利用射频等离子增强化学气相沉积（RF-PECVD）技术，研究了氢稀释对非晶硅太阳电池开路电压和稳定性的影响。发现电池的开路电压在非晶/微晶过渡区产生突变。在150℃低温下，在过渡区靠近非晶区附近得到单结非晶硅电池的开路电压为0.943V。经过600 小时光照衰退后，单结非晶硅太阳电池衰退率在10％以内。
ZnO:Al薄膜的电学和光学特性与溅射时的氧含量和衬底温度有关，本文以2％的Al 掺杂的Zn（纯度99.99％）金属材料作靶，采用中频磁控溅射技术研究了氧氩比、衬底温度对薄膜电阻率、透过率的影响，获得了适合薄膜太阳能电池要求的透明导电薄膜，其电阻率为5.57×10-4Ωcm，载流子浓度2.2×1020cm-3，霍尔迁移率40.1cm2/V·s，可见光范围内（400～800nm）的平均透过率大于85
CIGS 薄膜太阳电池由于其具有成本低、效率高、稳定性好（无衰退）等优点而成为最有前途的光伏器件之一。CIGS薄膜材料是CIGS 薄膜太阳电池的主要吸收层。我们通过对CIGS 吸收层的成分比例以及所对应的各种表面参数、电学参数的测量，分析了每种成分的变化对其性质的影响，并得到了理想CIGS 薄膜的各种性质参数。
本文采用VHF-PECVD 技术制备了不同衬底温度的微晶硅薄膜样品。傅立叶变换红外吸收（FTIR）对制备薄膜进行了结构方面的测试分析。结果表明：随着衬底温度的升高,材料的微结构因子（R）逐渐增大,薄膜中氧含量也逐渐增加；同高衬底温度相比,低温（170℃）制备的材料易于后氧化，这说明低温制备材料的稳定性不好。
在制备硅薄膜材料的PECVD 系统中，分别采用普通平行板电极和shower 电极，于相同的工艺条件下考察了电极结构对硅薄膜材料均匀性、光电性能以及微结构的影响。研究发现采用shower 电极使薄膜（400-500nm）均匀性明显改善，在20×20cm 内不均匀性从±12.6﹪下降到±2.1％。而且shower 电极可大大提高硅烷的利用率，因而在相同气体流量下，生长微晶硅材料需要更高的功率密度。文中
本文研究了pin 型非晶硅（a-Si）太阳电池p/i界面掺碳缓冲层（C-buffer layer）沉积时间对电池效率和稳定性的影响。研究发现，随着掺碳缓冲层沉积时间的增加，太阳电池的初始效率有所增加，当沉积时间增加到60 秒时，电池的初始效率为最大值，而后随着沉积时间的继续增加，电池效率下降；而太阳电池的稳定性在缓冲层沉积时间较短时较好，随着沉积时间的增加,电池衰退率增大。