摘要：硫化锑(Sb_(2)S_(3))薄膜具有n型和p型两种导电类型。利用wxAMPS对具有不同电子传输层和空穴传输层的Sb_(2)S_(3)同质结太阳电池进行了设计和缺陷分析。提出了由glass/FTO/ZnS/(n)Sb_(2)S_(3)/(p)Sb_(2)S_(3)/Spiro-OMeTAD/Au构成的器件结构。在Sb_(2)S_(3)同质结太阳电池中形成的内建电场增加了能带的弯曲程度,从而导致了开路电压的增加。(p)Sb_(2)S_(3)中缺陷对器件性能的影响比(n)Sb_(2)S_(3)中的缺陷对器件性能的影响更大,而在ZnS/(n)Sb_(2)S_(3)界面和(p)Sb_(2)S_(3)/Spiro-OMeTAD界面处的缺陷对器件性能有同样重要的影响。当(n)Sb_(2)S_(3)和(p)Sb_(2)S_(3)中的缺陷密度都为10^(15)cm^(-3),且ZnS/(n)Sb_(2)S_(3)界面处和(p)Sb_(2)S_(3)/Spiro-OMeTAD界面处的缺陷密度都为10^(9)cm^(-2)时,太阳电池的效率能够达到23.96%。模拟结果表明,基于Sb_(2)S_(3)同质结的器件设计是实现高效太阳电池的有效结构。

摘要：设计一种具有环形PN结的埋栅型(circle junction buried electrode,CJBE)硅基薄膜太阳电池及其制备工艺。研究表明:电池的光谱响应性能比传统单结电池提高约40%,电池性能随电池结构参数的变化而变化,随着电池厚度的增大,电池的长波响应增强,但短波响应微弱下降;电池通孔面积增大,电池的光谱响应强度减弱;电池N型杂质浓度增大,电池光谱响应强度先增强后减弱;电池P型杂质浓度增大,电池的光谱响应强度减弱。

摘要：银锌锡硒(Ag2ZnSnSe4)是一种禁带宽度为1.4 eV的n型半导体材料.本文提出一种由n型Ag2ZnSnSe4与石墨烯(Graphene)组成的Graphene/Ag2ZnSnSe4诱导p-n结薄膜太阳电池,并借助wxAMPS软件对电池的物理机理和性能影响因素进行模拟研究.模拟结果表明,高功函数的石墨烯与n型Ag2ZnSnSe4半导体接触时,Ag2ZnSnSe4吸收层的前端能带向上弯曲,在n型Ag2ZnSnSe4吸收层表面诱导形成p型Ag2ZnSnSe4反型层,p型Ag2ZnSnSe4和n型Ag2ZnSnSe4组成p-n同质结.模拟发现石墨烯和背接触的功函数会影响载流子的分离、输运和收集,严重影响器件性能,石墨烯功函数达到5.5 eV,背接触功函数不高于4.4 eV,都有利于提高器件性能.Ag2ZnSnSe4吸收层的掺杂浓度主要影响器件的短路电流,而Ag2ZnSnSe4吸收层的体内缺陷对器件整体性能产生影响.在石墨烯和背接触功函数分别为5.5和3.8 eV,Ag2ZnSnSe4吸收层的掺杂浓度和缺陷密度分别为1016和1014 cm–3时,Graphene/Ag2ZnSnSe4诱导p-n结薄膜太阳电池能够取得高达23.42%的效率.这些模拟结果为设计新型高效低成本太阳电池提供了思路和物理阐释.

摘要：采用第一性原理广义梯度近似+U(GGA+U)方法计算了纤锌矿结构Zn_(1–x)Mg_xO(ZMO)(0≤x≤0.25)合金的能带结构。计算表明:随着Mg组分增加,ZMO化合物的导带底及费米能级均向真空能级方向移动,带隙增宽。基于理论计算得到ZMO的能带结构参数,使用SCAPS软件对ZMO作窗口层的CdTe薄膜太阳电池的性能进行了仿真模拟,并将研究结果与CdS作窗口层的CdTe太阳电池的性能进行了比较。结果表明:Mg在ZMO中的含量0≤x≤0.125时,ZMO/CdTe太阳电池具有比CdS/CdTe太阳电池更高的开路电压和短路电流密度;ZMO的导带底高出CdTe导带底约0.13 e V时,CdTe薄膜太阳电池的转换效率最高,达到18.29%。这些结果为高效率碲化镉薄膜太阳电池的结构设计和器件制备提供了理论指导。

摘要：该文工作主要集中在用于制备非晶硅和纳米硅薄膜太阳电池的多腔室、大面积等离子体沉积系统的研发。在制备工艺方面,系统研究沉积压力、电极间距、射频电源功率等参数对薄膜沉积速率、膜厚的非均匀性、晶化率的影响;在硬件设计方面,对不同弦高气盒,密封结构气盒和非密封结构气盒进行系统比较,研究对薄膜的非均匀性、沉积速率的影响。通过工艺参数及硬件优化,最终得到沉积速率接近5?/s、晶化率约为60%、晶化率及膜厚的非均匀性均小于10%的纳米硅薄膜。以此膜层制备技术为基础,在1.1 m×1.4 m面积的透明导电玻璃基板上制备出初始功率为154.97 W(全面积转换效率10.1%)的非晶硅/纳米硅双结叠层太阳电池。

摘要：针对临近空间特有的紫外和臭氧(UV/O3)综合环境,以柔性聚酰亚胺衬底非晶硅薄膜太阳电池为研究对象,通过设计紫外(UV)单因素和UV/O3综合因素恒定加速试验,利用AM0电特性测试、光学透光率测试、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)检测技术研究分析电池性能变化特征及引起变化的机理。研究结果表明柔性聚酰亚胺衬底非晶硅薄膜太阳电池在为期30 d的UV辐射(加速因子为2)以及UV/O3综合环境(加速因子为5)作用下,电池转换效率明显下降,电池上表面最外层有机封装材料发生碳化分解,表面损伤严重。臭氧与紫外环境共存条件下,对电池的影响表现为协同作用和相互竞争机制。

摘要：通过在铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池中分别插入RbInSe_(2)薄膜和MoSe_(2)薄膜作为界面层,设计出新的电池结构,然后使用模拟软件wxAMPS研究了界面层对CIGS薄膜太阳电池电性能的影响。研究结果表明:RbInSe_(2)薄膜对CIGS薄膜太阳电池电性能的提高效果不明显,且随着RbInSe_(2)薄膜厚度的增加,电池电性能呈先升高后降低的趋势。MoSe_(2)薄膜对CIGS薄膜太阳电池的电性能有显著的提高作用,主要原因是该薄膜与CIGS薄膜构成的异质结在电池内部附加了一个电场。该电场能够将向MoSe_(2)薄膜运动的电子“反射”回CIGS薄膜中,降低载流子的界面复合速度,进而提高光生电流。以分析获得的最优参数进行数值模拟,同时插入MoSe_(2)薄膜和RbInSe_(2)薄膜的CIGS薄膜太阳电池的最高光电转换效率可达25.0%,这为实验室及实际生产制备出高效CIGS薄膜太阳电池提供了一条可能的技术路径。

摘要：为了实现变温环境下薄膜太阳电池电学性能的自动测试,提出了基于方形四探针法测试原理,采用由工业计算机(IPC)和Keithley 2401数字源表、智能温控仪(SRS13A,SRS14A)组成的主从式控制系统,实现薄膜太阳电池器件的电学性能测试。通过RS-485总线完成智能温控仪与上位机间数据通信,达到对测试环境和样品温度的智能控制。采用GPIB总线实现上位机与Keithly 2401数字源表间的信息交换,获取待测样品的电压、电流、电阻等参数值。基于Lab VIEW开发环境编写的上位机软件被用于完成数据处理,T—R,T—I—U特征曲线的绘制和显示。为了验证该测试系统的性能,对化合物半导体(Zn Te:Cu)薄膜和Cd Te薄膜太阳电池器件的电学性能进行了测试。结果表明,该系统能够完成变温环境下薄膜太阳电池器件电学性能的测试,并且该系统运行可靠、操作简便,能够满足实验室教学和科研的需要。

摘要：表面等离子体激元共振是金属纳米结构非常独特的光学特性,对基于表面等离子体激元共振的纳米结构体系的研究已形成了一门新兴的学科,即表面等离子体光子学。可以利用金属纳米颗粒光散射、近场增强以及高度局域的表面等离子体极化激元增强薄膜太阳电池光吸收,提高电池转换效率。当前,表面等离子体光子学应用于太阳电池的设计已成为国际上光伏研究迅猛发展的一个热点。文章主要介绍表面等离子体激元增强薄膜太阳电池光吸收的原理及其在光伏器件中应用的最新研究进展。

摘要：　为了更好地利用太阳光谱,提高电池效率,可以在单结电池最佳设计的基础上采用叠层技术。本文对a Si∶H叠层薄膜太阳电池进行了计算机模拟,提出各层电池的禁带宽度最佳匹配以及各层电池本征层的最佳厚度的设计方案。计算表明,当单结电池效率为12.09%时,三叠层电池的效率增加至16.93%,但进一步增加电池的层数,电池效率的增加变得缓慢。另外,禁带宽度对本征层最佳厚度也有一定的依赖关系。禁带宽度越大,本征层最佳厚度也越大。