研究目的
利用钯纳米粒子阵列的智能堆叠技术研究III-V//Si多结太阳能电池的效率和可靠性。
研究成果
该研究成功制备了在AM 1.5G光照下最高效率达30.8%的InGaP/AlGaAs//Si三结太阳能电池,证明了GaAs//Si多结太阳能电池作为下一代光伏器件的潜力。智能堆叠技术被证实能有效制备高效多结电池,该器件在严苛条件下展现出优异的长期稳定性。
研究不足
该研究承认TOPCon硅表面存在相对较高的键合电阻率和残余氧化区,这表明键合工艺存在可优化的空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用智能堆叠技术(一种带有钯纳米粒子阵列的独特机械堆叠方法)制备了InGaP/AlGaAs//Si三结太阳能电池。设计重点在于优化上部GaAs基电池结构,并采用隧道氧化物钝化接触(TOPCon)硅电池作为底部电池。
2:样品选择与数据来源:
样品包括InGaP/AlGaAs//Si三结太阳能电池。数据通过电流-电压特性测试、外量子效率(EQE)测量以及湿热条件下的可靠性测试收集。
3:实验设备与材料清单:
所用设备包括太阳能模拟器(型号38A042Y,Bunkoukeiki公司)、光谱响应测量系统(型号CEP-25C1,Bunkoukeiki公司)和AMM-2000半导体参数测试系统(ESPEC公司)。材料包括用于键合界面的钯纳米粒子。
4:实验步骤与操作流程:
该过程涉及在室温轻负载条件下使用钯纳米粒子键合上下电池。性能在AM 1.5G太阳光谱照明和低太阳聚光条件下测量。可靠性在湿热条件(85°C和85%湿度下1000小时)下测试。
5:5G太阳光谱照明和低太阳聚光条件下测量。可靠性在湿热条件(85°C和85%湿度下1000小时)下测试。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:数据分析包括测量不同条件下的电流-电压特性、EQE光谱和效率。使用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和TEM-能量色散X射线光谱(TEM-EDX)表征键合界面。
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solar simulator
Model 38A042Y
Bunkoukeiki Corporation
Provides a very close approximation to 1200 nm wavelength for the AM 1.5G standard irradiance.
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spectral response measurement system
Model CEP-25C1
Bunkoukeiki Corporation
Used for measuring external quantum efficiencies (EQE).
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AMM-2000 semiconductor parametric test system
AMM-2000
ESPEC Corporation
Used for reliability testing of the fabricated devices under high humidity and temperature conditions.
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solar simulator
YSS‐100S‐C1000HR
Yamashita Denso Corporation
Provides artificial sunlight with a beam collimation angle of ±1.16 degrees under AM 1.5G irradiation.
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