太陽能電池發(fā)展的新概念和新方向_圖文

1、 32.Lin Hong.Li Xin.Liu Yizhu 查看詳情 2009(1-3 33.Wang N.Lin H.Li X 查看詳情 2006(19 34.Wang N.Lin H.Li X 查看詳情 2006 相似文獻(10條 1.學位論文 趙麗鳳 新型聚苯撐乙烯的設計、合成與性能 2009 有機光伏薄膜電池在近年來受到了廣泛的關注。本文簡單的介紹了有機光伏薄膜電池的發(fā)展、原理、器件、材料以及發(fā)展瓶頸。由于聚苯撐乙烯衍 生物（PPVs）材料有商業(yè)化前景的光電材料，本論文的總體目標為設計合成可溶、高效、穩(wěn)定的新型PPV型聚合物有機光電材料并探討其光電性能。 具體研究內(nèi)容如下： 1.設計了

2、兩個主鏈含苯環(huán)和噻吩的聚合物（P1、P2）。結構上引入硝基、氰基，聚合以Wittig反應進行。但是在合成過程中并未得到理想的聚合物 ，只得到一些合成中間單體。 2.本文中聚合物P3-P5是均四芐溴與2-甲氧基-5-（2-乙基己氧基）-1，4-二氯甲苯的共聚物，兩者投料的摩爾比分別為x：y=1：2；1：4；1：6。 聚合物的結構得到1H-NMR和元素分析結果的確證。通過熱重分析（TGA）可知，三種PPV的熱分解溫度比較高，分別為371.7、386.6和391.8。P3-P5氯 仿溶液的最大紫外吸收波長分別為501、501和507 nm，固態(tài)薄膜的最大紫外吸收分別為527、527和544 nm，固

3、態(tài)紫外吸收比液態(tài)紫外吸收分別紅移26、 26和37 nm。P3、P4和P5氯仿溶液的最大熒光發(fā)射波長均為560、560和566 nm，固態(tài)薄膜熒光發(fā)射波長分別為572、600和593 nm，固態(tài)薄膜熒光發(fā)射波長 比液態(tài)分別紅移12、40和27 nm。所合成的聚合物具有明顯熒光特征，適合于光電材料的要求。 3.本文合成了一類超支化核中含硝基的聚苯撐乙烯P6-P8，并對其性能進行了表征。通過熱重分析（TGA）可知，三種PPV的熱分解溫度較高。P6P8在極稀的氯仿溶液的最大紫外吸收波長分別為474、486和498nm，固態(tài)薄膜的最大紫外吸收分別為495、525和536 nm，P6-P8固態(tài)紫外吸收比

4、液態(tài)紫外 吸收分別紅移21、39和38 nm.。P6-P8氯仿溶液的最大熒光發(fā)射波長均為536、537和565 nm，固態(tài)薄膜熒光發(fā)射波長分別為550、566和586 nm，固態(tài)薄膜 熒光發(fā)射波長比液態(tài)分別紅移14、29和21 nm。這類聚合物的吸收范圍很寬，能隙較窄，適合于太陽能電池對活性層的要求。 4.本文合成了一個非超支化核中含硝基的聚苯撐乙烯P9，并對其性能進行了表征。通過熱重分析（TGA）可知，該聚合物的熱分解溫度為337.1。 P9氯仿溶液的最大紫外吸收波長488 nm，固態(tài)薄膜的最大紫外吸收分別為503 nm，固態(tài)紫外吸收比液態(tài)紫外吸收分別紅移15 nm。P9氯仿溶液的最大熒光

5、發(fā)射波長為561 nm，固態(tài)薄膜最大熒光發(fā)射波長為603 nm，固態(tài)薄膜熒光發(fā)射波長比液態(tài)紅移42 nm。這種材料適合于光電材料的要求。 2.會議論文 王林申.張德賢.陶科.薛穎.姜元建.趙敬芳 微晶硅薄膜太陽能電池的研究進展 2008 硅薄膜太陽電池技術是光伏領域最具低成本優(yōu)勢的光伏技術,目前已成為各國光伏計劃支持的重點。相比于非晶硅電池,相變區(qū)的微品硅薄膜太陽電 池幾乎沒有光致衰退,且具有良好的長波段光譜響應特性,可以和非晶硅薄膜電池相結合制備成疊層電池。而當電池襯底使用柔性薄膜材料后,薄膜電池的 研制工藝技術更具有特殊性。本文回顧了硅基薄膜電池的研究歷史,重點關注于微晶硅薄膜電池的研究進

6、展以及制備在柔性襯底上電池的特殊性。 3.期刊論文 王慧.邵竹峰 太陽能電池概述 -中國建材科技2008,17(6 太陽能被列為清潔、高效能源而得到世界各國學者的重視,中國也不例外,國內(nèi)目前的大量的太陽能電池企業(yè)極大地促進了國內(nèi)太陽能電池技術的發(fā) 展與成熟.基于光電效應,根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池可分為:硅基太陽能電池和多元化合物薄膜電池.隨之研究的深入,多元化合物薄膜電池高光電 轉(zhuǎn)換效率且成本較低的優(yōu)勢必將成為太陽能電池市場的主導者. 4.學位論文 崔洪濤 在升級冶金級硅襯底上用ECR-PECVD沉積多晶硅薄膜 2007 盡管目前光伏電池市場85以上仍被體硅太陽能電池所占據(jù)，并且其組件也

7、正在變得更便宜以及更高效，然而價格因素仍然是其發(fā)展的重要障礙 ，而一半以上的價格又源于其基片?；闹苽浼群牟牧嫌趾哪茉?，降價空間很小，又由于當前能源緊缺的狀態(tài)，這一問題將會被放大。薄膜電池技術 由于耗材料較少，相應的耗能也少，同時由于可以大面積沉積等，薄膜電池有望在不久的將來逐步取代體硅電池而轉(zhuǎn)移到工業(yè)生產(chǎn)中。 2004年，歐盟5個晶體硅薄膜研究開發(fā)項目組提出了一項規(guī)劃，該規(guī)劃認為“外延組件等價物”是最接近于工業(yè)實際的晶體硅薄膜技術路線?！巴庋?組件等價物”即外延沉積硅層到低成本硅片上。由于其電池結構與傳統(tǒng)體硅電池類似，因而該技術路線僅需一步硅外延，其余工藝路線可與現(xiàn)在大部分 工業(yè)生產(chǎn)電池的

8、設備技術兼容，有利于降低成本。 國外研究者已經(jīng)在單晶硅及高質(zhì)量多晶硅襯底(籽晶層上用ECR-PECVD作了初步嘗試。然而迄今為止，未有在低成本硅上用ECR-PECVD方法外延沉積 硅層的相關報道。國內(nèi)也曾有過在顆粒硅帶上用射頻PECVD沉積薄膜的嘗試，認為：顆粒硅帶用PECVD不易結晶，PECVD不適合沉積多晶硅薄膜。 本文首次采用電子回旋共振等離子體增強化學氣相沉積方法(ECR-PECVD在175低溫下在升級冶金級硅上沉積出了優(yōu)質(zhì)多晶硅薄膜；探討了各可控 工藝參數(shù)及其相互作用對多晶硅薄膜質(zhì)量的影響并提出了自己的假設，最后通過實驗驗證了這一假設。具體內(nèi)容及相關結論如下： 1 作者通過EPMA、

9、SEM、XRD、表面輪廓儀深入剖析了原始升級冶金級硅片，了解了其純度，雜質(zhì)含量情況，表面形貌，晶粒大小、取向，以及表面 粗糙度。同時對清洗工藝進行了探索，認為cp133清洗效果最好。在此基礎上，通過正交試驗作者成功的在該種襯底上沉積得到晶態(tài)石英薄膜。并通過試 驗數(shù)據(jù)分析認為功率與流量比(F(O/F(SiH的組合是決定薄膜質(zhì)量的因素，其作用遠大于獨立的各個因素。 2通過對整個薄膜制備理論的各個過程、階段的深入剖析，本文在升級冶金級硅襯底上用ECR-PECVD沉積多晶硅薄膜方面做了開創(chuàng)性的摸索工作。通 過正交試驗分析得出結論：功率與流量比(Fr-F(H/F(SiH的組合決定薄膜質(zhì)量優(yōu)劣，從單個因素

10、來看，功率對薄膜質(zhì)量影響最大，流量比次 之，溫度對薄膜質(zhì)量的影響相對不明顯。 3 基于對高速沉積的追求，以及了解溫度、流量比的相互作用，設計了新一輪試驗，在高壓1Pa(相對于本系統(tǒng)，固定功率為600w探討溫度、流量 比的交互作用。發(fā)現(xiàn)特定溫度下有特定的最佳流量比；隨溫度降低該最佳流量比變??；同時結晶質(zhì)量隨溫度降低變好；認為在此高壓下二次氣相反應不 容忽視，這是使薄膜質(zhì)量下降的一個重要原因，溫度通過熱激活對表面反應動力學產(chǎn)生重要影響。多數(shù)薄膜體現(xiàn)出(111強織構現(xiàn)象，作者認為是一種孿 晶輔助生長模式。高溫長時間沉積，O、C擴散不容忽視?；趯Τ醪津炞C試驗的分析認為，低壓條件下容易得到更高質(zhì)量的薄

11、膜。 4基于外延高質(zhì)量薄膜的追求，嘗試在低壓低溫固定為175條件下沉積多晶硅薄膜。在此溫度下成功得到高質(zhì)量準外延薄膜。并發(fā)現(xiàn)每一氣壓都對 應著一個最佳流量比：0.16Pa對應10/5；0.4Pa對應10/6.8。隨氣壓升高該最佳流量比降低。 5基于對上述試驗結果的分析，為給試驗結果以更合理的解釋，作者對沉積過程的各可控工藝參數(shù)進行了細致的分析和總結，并由此提出假設，將 薄膜制備過程分為兩個連續(xù)的階段：氣相反應及表面反應。假設：氣相反應決定薄膜質(zhì)量，某功率條件對應一最佳氣壓條件。在該氣壓條件下，氣相反 應過程又由功率與流量比的組合搭配決定。這兩者的匹配可在低溫下制備高質(zhì)量薄膜；高溫最佳工藝條件對

12、應較低的薄膜質(zhì)量。 6作者通過試驗兩組沉積試驗及對試驗的分析驗證了上述假設。并通過Langmuir探針測各工藝參數(shù)下電子數(shù)密度的方法進一步肯定了這個假設。 5.會議論文 張厚興.黃勇.李海峰.萬之堅.張立明 薄膜太陽能電池的研究進展 第二代薄膜電池有希望能大幅度降低電池的成本,真正實現(xiàn)太陽能電池的大規(guī)模應用.本文詳細介紹了第二代薄膜電池的分類、制備工藝以及研究現(xiàn) 狀等. 6.會議論文 萬之堅.李海峰.黃勇.張厚興.張立明.許穎.王文靜 陶瓷襯底多晶硅薄膜太陽能電池工藝 為了大幅度降低成本,真正實現(xiàn)太陽能電池的大規(guī)模應用,設計出一種新穎的薄膜電池,即在廉價的陶瓷襯底上沉積多晶硅薄膜制作的太陽電池

13、.本文 介紹了制作這一電池的完整工藝流程,摸索出合適的工藝參數(shù),解決了在異質(zhì)襯底上生長大晶粒多晶硅薄膜和表面電極引出的問題,實驗取得了令人滿意的 結果. 7.學位論文 陳建明 非晶硅薄膜太陽能電池的新工藝及理論模擬 2005 論文對非晶硅太陽能薄膜的原理和工藝進行了深入分析和討論，優(yōu)化了一個最適合投入批量生產(chǎn)的工藝。因為非晶硅薄膜的質(zhì)量與材料、結構工藝 設備有關，希望通過本論文的系統(tǒng)研究，從材料、結構的改變和工藝水平提高的角度增強非晶硅太陽能電池的競爭力?！疤柲軜O具吸引力，原因是太 陽光用之不竭，一旦擁有設備，我們就可以源源不斷得到免費的能源?！睂μ栯姵氐拈_發(fā)和利用，目前是世界各國研究的重

14、點，尤其在如今進入能源 短缺的年代，制造太陽電池的材料、結構及工藝有多種。其主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜和多晶硅薄膜，論文在分析和比較了其他幾種太陽電池 的材料、結構和工藝特性的基礎上，提出了一個新的太陽能電池制作工藝。 太陽能電池在非晶硅上取得令人鼓舞的結果，但由于缺陷的存在使得人們不斷探索新的工藝和其他薄膜電池，例如硒化銅(CdInSe2或砷化稼 (GaAs等。盡管這些材料在太陽能電池的性能上有較滿意的表現(xiàn)，但這些材料大都含有毒物質(zhì)，并且非常稀少，因而限制它們的全球應用。也有人用有 機材料，但它的轉(zhuǎn)化效率非常低并且穩(wěn)定性差。西門子宣布可以把這種電池的轉(zhuǎn)換效率從通常的3提升到5，但從總體

15、上看，目前全球大約90的薄 膜太陽電池的生產(chǎn)仍是基于氫化非晶硅(a-SI:H的技術。本文基于非晶硅薄膜制造，其原因如下：非晶硅薄膜太陽能電池現(xiàn)在在光電市場越來越重要 ，在過去十年非晶硅薄膜太陽能電池義已經(jīng)實現(xiàn)了超過13的轉(zhuǎn)換效率，如今利用各種結構可以有更高的轉(zhuǎn)換效率。非晶硅薄膜比單晶硅的轉(zhuǎn)換效率多 40倍，薄膜厚度僅需要1微米便可吸收約90的可用光能量。在與單晶硅和多晶硅太陽電池相比，非晶硅薄膜電池的光電成本非常低。非晶硅可以淀積在 塑料、玻璃和金屬上，使非晶硅是理想的構造PV產(chǎn)品并且容易實現(xiàn)大面積化。非晶硅對太陽光有很高的吸收系數(shù)，并產(chǎn)生最佳的光電導值，很容易實現(xiàn) 高濃度可控摻雜，可以在很寬

16、的組分范，圍控制它的能隙變化，形成異質(zhì)結，并有十分低的界面態(tài)。非晶硅沉積溫度低，薄膜制作的工藝簡單，僅通過 各種氣體源就可一次性連續(xù)完成復雜器件的制作，所以成本低易于實現(xiàn)大生產(chǎn)。 本文主要探索了一種新的非晶硅薄膜電池結構DPIN，即對稱PIN結構。該結構非晶硅薄膜電池制造工藝簡單，成本較低并且巧妙采用新對稱工藝(注 意不需要高溫沉積使電池效率達到11以上，并且電池的穩(wěn)定性較好。論文對其結構進行了模型設計模擬和分析，建立了一套最優(yōu)化的工藝參數(shù)，并結 合目前成熟的等離子體增強化學氣相沉積法(Plasma-enhancedChemicalVaporDeposition，簡稱PECVD、熱絲化學氣相法

17、(HW-CVD和微波電子回旋共振化 學氣相沉積，設計出一套對稱LPECVD化學氣相沉積工藝，從理論上分析了淀積的原理，推導出最佳的工藝參數(shù)。該工藝有較大的淀積率，用SiH4制備I層 的淀積率達到1(A/s，理論上用B2H6/SilL,氣體可以均勻制備P層，用PH3+SiH4制備N層。利用對稱流量控制和PID控制，能夠得到片內(nèi)和片間較均勻的薄 膜。分析了非晶硅太陽電池的模型，進行了對稱結構電池的模擬驗證，證實了其優(yōu)越性。并制作了雙層結構的薄膜電池，測試結果表明增加了13個小時 的光電效應，大大提高了利用率。 8.期刊論文 張旭鵬.楊勝文.張金玲 非晶硅薄膜電池應用及前景分析 -光源與照明2010

18、,(1 通過詳細闡述非晶硅薄膜電池的結構和優(yōu)點,論證了非晶硅薄膜電池具有的廣闊應用前景,尤其在遮陽、中空光伏組件中的應用具有明顯的優(yōu)勢,其對 可再生能源的發(fā)展有著積極的推動作用. 9.學位論文 周冰 表面等離激元增加薄膜光吸收及發(fā)光效率研究 2010 太陽能發(fā)電在解決全球能源危機，以及減緩溫室效應方面有著巨大的潛在應用。作為半導體和微電子工業(yè)中最重要的基礎材料，硅以其高儲量、較 為成熟的工藝、污染小、較高的轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢成為了太陽能光電池研究開發(fā)的重點材料。其中，硅薄膜電池在節(jié)約電池成本方面具有巨大 的優(yōu)勢，是近年來研究的重點。然而，由于非晶硅的光學禁帶寬度在1.7ev左右，對太陽輻

19、射光譜的長波段吸收較弱，使其光電轉(zhuǎn)換效率較低，另外，由 于其載流子擴散長度的限制，很難通過進一步降低薄膜厚度來減少成本，這些都嚴重影響了硅在光伏市場上的推廣應用。將金屬等離激元共振用于增強 太陽能電池的效率，是提高太陽能電池效率的研究熱點之一。本文將表面等離激元用于提高非晶硅薄膜吸收，不僅在表面等離激元增強薄膜吸收方面有 重要的理論探索意義，而且在太陽能電池領域具有良好的應用前景。此外，本文還將表面等離激元共振用于增強薄膜的發(fā)光強度，取得較為不錯的增強 效果。 本文制備了金屬銀納米顆粒結構，研究了影響其形貌和表面等離激元共振特性的因素，在此基礎上，將金屬銀顆粒用于增強非晶硅薄膜的吸收及用于增 強Y2O3:Yb3+薄膜的發(fā)光強度，并且分別研究了增強吸收和增強發(fā)光的機理。主要內(nèi)容如下： (1利用電子束蒸發(fā)法(EBE制備了Ag納米顆粒，研究了襯底溫度，熱處理溫度等對其形貌和表面等離激元特性的影響，利用后續(xù)熱處理法改變顆粒形貌 來調(diào)節(jié)其表面等離激元共振峰的位置，還研究了通過改變周圍介電材料環(huán)境來調(diào)節(jié)銀納米顆粒的表面等離激元共