摘要：近年来,透明衬底太阳电池凭借着双面透光、发电量潜力大的优势,应用于建筑集成光伏等众多新兴场景,引起广泛关注。其中,铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池具有高吸收系数、可柔性化等优点,被认为是透明衬底太阳电池的理想选择之一。然而,透明衬底与CIGS吸收层背界面能带不匹配及其在高温工艺中易生成GaO_(X)副产物,导致衬底与吸收层之间难以实现良好的欧姆接触。针对该问题,引入了不同厚度的薄Mo层作为FTO透明衬底与CIGS之间的中间层,研究了其对太阳电池性能的影响。研究结果表明,薄Mo层的引入促进了CIGS薄膜元素的均匀扩散,提高了薄膜的结晶质量。随着Mo层厚度增加,背界面的缺陷态密度和势垒高度逐渐降低,背界面处载流子复合减少,但透射率损失增大。40 nm厚度的Mo层在确保衬底透射率不降低的同时,能够显著提升太阳电池的性能。研究结果为进一步优化CIGS太阳电池的设计提供了有益的参考。

摘要：中频溅射制备ZnO薄膜可改善射频磁控溅射方式中沉积速率过慢的缺点。对于多层薄膜的制备,对向靶的设计可使样品避开等离子体直接轰击,减少基底薄膜的损伤。本文采用这项技术制备厚度约为50nm的ZnO薄膜,通过调整工作压强、溅射功率、氧氩比等工艺条件,制备出均匀致密,结晶质量高,电阻率在102～103Ω.cm之间,可见光区透过率达到90%的ZnO薄膜。将其应用到C IGS太阳电池中发现,具有50nm厚度的ZnO层的C IGS太阳电池的性能较无ZnO层的太阳电池都有了很大提高。

摘要：金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长的掺硼氧化锌(BZO)薄膜,具有天然的"类金字塔"绒面结构,作为硅基薄膜太阳电池的前电极具有良好的陷光效果.但直接获得的BZO薄膜表面形貌过于尖锐,影响后续硅基薄膜材料生长质量及太阳电池的光电转换效率.本文设计了以一层超薄In2O3:Sn(ITO)薄膜(～4 nm厚度)作为中间层的多层膜,并通过对顶层BZO薄膜的厚度调制,改善BZO薄膜的表面特性,薄膜结构为:glass/底层BZO/ITO/顶层BZO.合适厚度的顶层BZO薄膜有助于获得类似"菜花状"形貌特征,尖锐的表面趋于"柔和",而较厚的顶层BZO薄膜仍然保持"类金字塔状"结构."柔和"的BZO薄膜表面结构有助于提高后续生长薄膜电池的结晶质量.将获得的新型"三明治"结构多层膜应用于p-i-n型氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜太阳电池,相比传统的BZO薄膜,电池的量子效率QE在500—800 nm波长范围提高了～10%,并且电池的Jsc和Voc均有所提高.

摘要：针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在PI界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度改善内建电场分布,从而提高了电池的收集效率.进一步引入IN界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%.

摘要：从模拟和实验两个方面研究了一种适用于硅基薄膜太阳电池的一维光子晶体新型背反射器.首先采用时域有限差分方法,模拟研究了组成一维光子晶体的两种介质的折射率比、厚度比以及周期厚度对光子禁带的影响.基于模拟结果,制备出一种由低折射率SiOx层与高折射率非晶硅a-Si层周期性交叠构成的禁带可调式一维光子晶体背反射器.通过改变a-Si层的厚度,使得禁带范围由500—750 nm波长范围红移至650—1100 nm,反射率分别达到96.4%和99%.将上述结构的一维光子晶体作为背反射器分别应用于非晶硅单结太阳电池和非晶硅/微晶硅双结叠层太阳电池,与没有背反射结构电池相比,短路电流密度分别提升了18.3%和15.2%.同时模拟研究了在不同入射角度下自然光、TE波和TM波对光子晶体反射特性的影响.研究结果表明,在太阳电池中,光线倾斜入射对一维光子晶体反射率的影响有限.

摘要：采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,研究了非晶硅锗薄膜太阳电池.针对非晶硅锗薄膜材料的本身特性,通过调控硅锗合金中硅锗的比例,实现了对硅锗薄膜太阳电池中开路电压和短路电流密度的分别控制.借助于本征层硅锗材料帯隙梯度的设计,获得了可有效用于多结叠层电池中的非晶硅锗电池.

摘要：研究并制备一种可用作硅基薄膜太阳电池背反射器的新型一维光子多晶体（1DPMC）。该1DPMC由两种不同周期厚度的一维子光子晶体（Pc）级联形成，其在500—1200nm波段内的平均反射率达到98．6％，适用于非晶硅单结、非晶硅／微晶硅双结、非晶硅月E晶硅锗，微晶硅三结等各种类型硅基薄膜太阳电池的背反射器。两种不同周期厚度的子Pc均由高折射率的a-si层和低折射率的SiOx层周期性交叠构成。通过a-si层厚度的调控，可方便地调整不同周期厚度光子晶体的高反射区域和带宽。研究表明：为了获得宽谱域高反射1DPMC，应将在禁带范围内存在吸收的子PC置于无吸收子PC上面。

摘要：采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,对P/I/N型单结非晶硅锗电池进行研究。通过优化溅射后腐蚀ZnO∶Al衬底的横纵向尺寸,改善其光散射特性,可有效提升非晶硅锗电池的长波响应。针对恒定梯度的非晶硅锗电池填充因子差的问题,通过对非晶硅锗本征层设计合适的梯度带隙,可改善本征层空穴输运特性,使电池填充因子显著提高。在优化的光电结构设计基础上,单结非晶硅锗电池转换效率达9.07%,将其应用到a-Si∶H/a-SiGe∶H双结叠层电池中,效率达到12.03%。

摘要：设计一种新型的绒面复合背反射电极，首先采用金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）技术在玻璃衬底上沉积一层“类金字塔”形貌的绒面ZnO薄膜，然后通过热蒸发技术在其表面覆盖一定厚度的Ag，最后溅射厚度约100nm的ZnO：A1介质薄膜。通过改变实验条件，得到不同表面粗糙度（RMS）（60—150nm）的复合背反射电极。实验获得的复合背反射电极在600～1100nm波长范围内对光的反射率大于88％，300～1100nm波长范围内的反射绒度（Haze）大于90％。结果表明，这种基于“类金字塔”绒面结构构建的MOCVD—ZnO／Ag／ZnO：A1复合背反射电极，能够有效地增强对反射光的散射，有望提高薄膜太阳电池的短路电流密度（Jsc）。

摘要：本征钝化层及p型发射层对硅异质结太阳电池的性能具有重要的影响.本文在常规钝化层与晶硅衬底(c-Si)之间插入一层低功率、高氢稀释比沉积的超薄缓冲层,以此来提高钝化效果,并拓宽钝化层工艺窗口.此外,设计并制备了具有宽带隙、高电导特性的重掺杂纳米晶硅/轻掺杂p型双层复合发射极.实验结果表明,双层钝化层具有更加稳定与优异的钝化效果,钝化样品的少子寿命达到4.197 ms,隐含开路电压(implied-VOC,iVOC)达到726 mV.同时双层复合发射层中,轻掺杂的掺杂层可以减弱掺杂剂向本征钝化层的扩散,保证良好的钝化效果,而重掺杂的掺杂层不仅能够提供足够的内建电场,而且可以改善掺杂层与氧化铟锡薄膜的接触特性,进而提升电池的输出特性.并且高氢稀释比的前掺杂层还可以对钝化层起到氢处理的作用,减少钝化层表面的悬挂键,从而增强化学钝化效果,进而提高电池的开路电压.最终,基于商业化制绒的硅片,获得了效率达到20.96%的硅异质结太阳电池,其中开路电压为710 mV,短路电流密度为39.88 mA/cm^(2),填充因子为74.02%.