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oe1(光电查) - 科学论文

53 条数据
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  • [IEEE 2019年第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019年6月16日-2019年6月21日)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 高纬度地区纹理化双面硅异质结太阳能电池的角度依赖性

    摘要： 高纬度地区的双面光伏系统由于高反照率的积雪覆盖和较高比例的散射光，可实现25-45%的双面增益。我们研究了不同纹理结构双面硅异质结太阳能电池的角度性能，以理解高纬度环境对光学损耗的影响。对于圆锥形和金字塔形纹理设计，在大入射角时效率会下降，这主要是由于反射率增加所致，不过所有表面类型通过前表面膜层的光程变长也会增加紫外线损耗。在80°入射角和25°C条件下，随机金字塔纹理表面因外量子效率变化导致短路电流降低幅度小于7%。通过将模拟结果与硅异质结电池实测的外量子效率进行对比，发现随着入射角增大呈现相似趋势。当从大气质量1.5变化到5时，在大入射角下也观察到短路电流相对降低幅度小于1%。这些结果将为该应用场景下的未来太阳能异质结设计提供参考，并用于优化年度发电量计算。

    关键词： 光伏电池、双面光伏技术、氧化铟锡、非晶硅、光线追踪、硅太阳能电池、纹理结构、入射角、异质结电池、大气质量

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 硅太阳能电池中的横向传输

    摘要： 我们研究了晶体硅太阳能电池中的横向载流子输运特性。在高效率太阳能电池的典型工作光照条件下，硅片内存在大量电子和空穴，导致两种载流子均具有不可忽略的面电导率。为探究这些面电导率对电池横向输运的贡献，我们建立了一个计算通过接触电阻耦合的两个面电阻有效串联电阻的模型。在太阳能电池中，上层面电阻描述高导电区域（如扩散层或透明导电氧化物），下层面电阻则描述硅吸收层。研究发现，要实现硅吸收层的横向电流优势，耦合接触电阻必须足够低。针对硅异质结太阳能电池的实验表明，对于钝化良好的器件，硅吸收层确实支持少数载流子的横向输运。另一项发现是：对于背结或前结太阳能电池而言，两个面电阻的耦合并无本质优势，因为pn结（前结电池）并不阻碍这种耦合。我们认为n型硅异质结太阳能电池中观察到的背结架构优于前结架构的现象，实际源于更低的接触电阻以及电子相比空穴更高的迁移率。实验还证实了高导电区域与硅吸收层之间保持低接触电阻率对有效耦合的重要性，并提出通过对比Suns-VOC与电流-电压测量来提取接触电阻的创新方法。

    关键词： 薄层电导、硅异质结、横向输运、接触电阻、硅太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过金属氯化物向氧化物的转化提升碳纳米管-硅太阳能电池性能

    摘要： 过渡金属氧化物（TMOs）是硅基及薄膜光电子学中的重要功能材料。本研究通过旋涂金属氯化物溶液（这些溶液在环境条件下会发生有利转化），将TMOs应用于碳纳米管（CNT）-硅太阳能电池。当分别涂覆两种特定氯化物（MoCl5和WCl6）后，观察到太阳能电池行为出现非常规变化：初期严重衰减后逐渐恢复，最终性能显著超越初始水平。详细分析表明，相应氧化物（MoO3和WO3）的形成对CNT（p型掺杂）和硅（诱导反型层）产生两大主要作用，使开路电压和填充因子大幅提升，功率转换效率分别达到13.0%（MoO3）和13.4%（WO3）。进一步结合其他氯化物提高短路电流后，最终电池效率突破16%，且24小时后仍保持90%以上效率——这是CNT-硅太阳能电池报道中最高稳定效率之一。本文展示的功能层转化对器件特性具有深远影响，为下一代高效光伏器件的低成本制造提供了潜在策略。

    关键词： 碳纳米管（CNT）-硅太阳能电池，反型层，氯到氧化物的转化，三氧化钼和三氧化钨

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 立方碳化硅太阳能电池作为高温应用合适候选者的性能分析

    摘要： 在这篇研究论文中，采用二维有限元法对基于3C-SiC的单结太阳能电池进行了评估。通过模拟n+和p+层厚度及工作温度对n+pp+ 3C-SiC太阳能电池性能的影响，以测定其实际效率。对于厚度为5微米的电池，在n+和p+层厚度分别为0.2微米、0.3微米、0.4微米和0.5微米时，分别获得12.52%、11.2%、10.3%和8.8%的效率。研究发现硅基太阳能电池的转换效率对温度变化非常敏感，温度升高时效率显著下降，而3C-SiC则具有最佳的热稳定性。通过数值法和极限法分别测得3C-SiC基太阳能电池的效率梯度为0.015%/开尔文和0.0087%/开尔文。值得注意的是，单结硅太阳能电池的该数值为0.0375%/开尔文。

    关键词： 硅太阳能电池，碳化硅，高带隙，高温，3C-碳化硅

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过紫外光照射阐明p型晶体硅太阳能电池电位诱导衰减延迟效应的机理

    摘要： 本研究提出了一种p型晶体硅(c-Si)太阳能电池在PID测试中通过紫外(UV)光照射产生潜在诱导衰减(PID)延迟效应的机制。在PID测试期间，300-390纳米波长范围内的UV光照射会减缓太阳能电池性能的衰减速率。该机制与防止钠离子渗透进入活性电池层相关——UV光照射会使电池表面氮化硅(SiNx)减反射涂层(ARC)层的电导率增加，从而引发p型c-Si太阳能电池的PID延迟效应。本研究还通过微波光电导衰退(μ-PCD)技术分析了PID延迟效应。μ-PCD信号曲线中各组分（包括快速(τ1)和慢速(τ2)衰减时间常数及有效寿命(τeff)）的衰减行为与PID测试期间太阳能电池的性能衰减行为呈现良好相关性。此外，在PID测试期间300-390纳米波长范围的UV光照射下，这些组分的衰减速率同样减缓。值得注意的是，其衰减行为与UV光照射下SiNx ARC层电导率增加的机制相符。

    关键词： 电势诱导衰减（PID）、硅太阳能电池、紫外线辐照、氮化硅（SiNx）、微波光电导衰减法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 太阳能电池 || 晶体硅太阳能电池金属化技术综述

    摘要： 太阳能电池市场由硅光伏技术主导，占据约92%的份额。硅太阳能电池的制造工艺包含多个关键步骤，这些步骤极大程度影响着电池效率，其中包括表面织构化、扩散制结、减反射涂层和金属电极制备。在这些关键工序中，金属化工艺尤为重要——通过优化电极金属化工艺，可降低或控制太阳能电池的电学与光学损耗。本文简要讨论了常规与先进硅太阳能电池工艺，随后详细评述了常规硅太阳能电池正极所采用的不同金属化技术（如丝网印刷与镍/铜电镀）。背电极金属化对提升钝化发射极背接触（PERC）电池和叉指背接触（IBC）电池的效率至关重要：既梳理了当前关于PERC电池局部铝接触形成的理论模型，探讨了工艺参数对局部铝接触形成的影响；也简要评述了IBC电池中金属接触的机理及其影响。最后对比分析了常规丝网印刷太阳能电池与PERC/IBC电池在金属化工艺方面的研究进展。

    关键词： 交叉指型背接触电池、硅太阳能电池、钝化发射极背面接触电池、金属化、工艺流程

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 印度班加罗尔 (2018.12.17-2018.12.19)] 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 硅太阳能电池中体扩散长度与有效背面复合速度的映射关系

    摘要： 通过利用特定波长的光谱响应(SR)，对铝背场(Al-BSF)和PERC硅太阳能电池体区的扩散长度(L)及有效背面复合速度(SRV)进行了测绘。采用光束诱导电流(LBIC)技术在电池区域(6英寸×6英寸)生成SR和反射率(R)的分布图，并使用MATLAB工具将SR与R的空间分布图转换为L和SRV。研究发现：(1)多晶电池中L的分布因晶粒差异呈现大范围波动(150-600微米)，而单晶电池的L值变化范围较窄(450-600微米)；(2)由于背面钝化质量差异，PERC电池的SRV值(单晶120-250厘米/秒，多晶100-250厘米/秒)与Al-BSF电池(单晶320-400厘米/秒，多晶250-350厘米/秒)存在显著差别。运用该方法研究了三块效率分别为17.6%、17.9%和18.1%的多晶Al-BSF硅太阳能电池，证实其效率损失主要源于体材料缺陷及较差的背面钝化效果。

    关键词： 光束诱导电流、表面复合速度、扩散长度、硅太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种检测三重态激子从单重态裂变材料向硅太阳能电池转移的方法：比较不同表面处理效果

    摘要： 单重态裂变是突破太阳能电池单结效率极限的最有前景途径之一。增强单重态裂变的硅基太阳能电池是最理想的实现方案，但将单重态裂变产物——三重态激子转移至硅基太阳能电池已被证明极具挑战性。本研究报道了一种全光学测量技术，用于检测半导体界面处的三重态激子猝灭现象（这是实现三重态激子或电荷转移的必要条件）。该方法通过在硅表面生长独立的单晶单重态裂变材料岛来实现，这些岛具有不同高度，我们将其高度与三重态激子猝灭效率相关联。通过空间分辨延迟荧光测量猝灭效率，并与扩散-猝灭模型进行对比。利用覆盖阻挡热氧化层和芳香族单分子层的硅基底，我们证明该技术能快速筛选不同硅表面处理工艺对三重态激子的猝灭效果。

    关键词： 单重态裂变、延迟荧光、表面处理、三重态激子转移、硅太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 晶体学取向与纳米级表面形貌对硅太阳能电池中多晶硅/氧化硅接触的影响

    摘要： 高效晶体硅（Si）太阳能电池需要纹理化表面以实现高效光捕获。然而，对纹理表面进行钝化以减少载流子复合具有挑战性。本研究将KOH蚀刻形成的随机金字塔纹理硅表面所制电池的电学特性，与钝化接触的纳米结构及纹理表面形貌相关联。我们探究了微观金字塔形貌与纳米级表面粗糙度对钝化接触的影响——该钝化接触由沉积在超?。?.5-2.2纳米）SiOx层上的多晶硅（poly-Si）构成。原子力显微镜显示，以Si(111)晶面为主的金字塔面比抛光Si(111)表面粗糙度显著更高。透射电镜（TEM）对poly-Si/SiOx接触的分析表明，这种粗糙度导致SiOx层分布不均匀。器件测量结果同时显示，与抛光Si(111)表面相比，金字塔表面的SiOx层整体电阻更高（即厚度更大），这与粗糙度增加相关。通过电子束诱导电流测量poly-Si/SiOx接触发现，金字塔谷底的SiOx层导电性更强（因此可能更薄），而金字塔尖端、边缘及侧面的SiOx层则相反。因此，微观金字塔形貌与纳米级粗糙度共同导致SiOx层分布不均，进而造成poly-Si/SiOx接触钝化效果不佳。最终我们报道了在单面/双面纹理硅片上制备的前/后poly-Si/SiOx太阳能电池效率超过21%、填充因子≥80%，且无需透明导电氧化物层，并证明纹理表面的接触钝化不良仅限于硼掺杂poly-Si/SiOx接触。

    关键词： 钝化接触、隧穿效应、氧化硅、电子束感应电流、硅太阳能电池、表面取向、原子力显微镜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 利用定量锁相载流子成像技术获取硅太阳能电池的空间分辨电学参数

    摘要： 电学参数（饱和电流密度和局部串联电阻）对太阳能电池至关重要。本研究通过二维有限元模拟，探究了不同工作条件下电学参数的局部分布及断栅对发光图像的影响。通过模拟结果及硅太阳能电池的锁相载流子成像/光致发光测量，明确了发光强度与局部二极管隐含电压的关系。利用锁相载流子成像技术实现了硅太阳能电池饱和电流密度（J0）和局部串联电阻（Rs）的空间分辨，并讨论了断栅对J0和Rs的影响。锁相载流子成像测量结果与二维模拟结果一致。实验表明，作为基于发光的定量分析方法，锁相载流子成像可实现对硅太阳能电池及光伏组件电学参数的空间分辨。

    关键词： 电学参数、锁定载流子成像、硅太阳能电池、二维模拟

    更新于2025-09-19 17:13:59