太阳能电池发展的新概念和新方向_图文

1、 32.Lin Hong.Li Xin.Liu Yizhu 查看详情 2009(1-3 33.Wang N.Lin H.Li X 查看详情 2006(19 34.Wang N.Lin H.Li X 查看详情 2006 相似文献(10条 1.学位论文 赵丽凤 新型聚苯撑乙烯的设计、合成与性能 2009 有机光伏薄膜电池在近年来受到了广泛的关注。本文简单的介绍了有机光伏薄膜电池的发展、原理、器件、材料以及发展瓶颈。由于聚苯撑乙烯衍 生物（PPVs）材料有商业化前景的光电材料，本论文的总体目标为设计合成可溶、高效、稳定的新型PPV型聚合物有机光电材料并探讨其光电性能。 具体研究内容如下： 1.设计了

2、两个主链含苯环和噻吩的聚合物（P1、P2）。结构上引入硝基、氰基，聚合以Wittig反应进行。但是在合成过程中并未得到理想的聚合物 ，只得到一些合成中间单体。 2.本文中聚合物P3-P5是均四苄溴与2-甲氧基-5-（2-乙基己氧基）-1，4-二氯甲苯的共聚物，两者投料的摩尔比分别为x：y=1：2；1：4；1：6。 聚合物的结构得到1H-NMR和元素分析结果的确证。通过热重分析（TGA）可知，三种PPV的热分解温度比较高，分别为371.7、386.6和391.8。P3-P5氯 仿溶液的最大紫外吸收波长分别为501、501和507 nm，固态薄膜的最大紫外吸收分别为527、527和544 nm，固

3、态紫外吸收比液态紫外吸收分别红移26、 26和37 nm。P3、P4和P5氯仿溶液的最大荧光发射波长均为560、560和566 nm，固态薄膜荧光发射波长分别为572、600和593 nm，固态薄膜荧光发射波长 比液态分别红移12、40和27 nm。所合成的聚合物具有明显荧光特征，适合于光电材料的要求。 3.本文合成了一类超支化核中含硝基的聚苯撑乙烯P6-P8，并对其性能进行了表征。通过热重分析（TGA）可知，三种PPV的热分解温度较高。P6P8在极稀的氯仿溶液的最大紫外吸收波长分别为474、486和498nm，固态薄膜的最大紫外吸收分别为495、525和536 nm，P6-P8固态紫外吸收比

4、液态紫外 吸收分别红移21、39和38 nm.。P6-P8氯仿溶液的最大荧光发射波长均为536、537和565 nm，固态薄膜荧光发射波长分别为550、566和586 nm，固态薄膜 荧光发射波长比液态分别红移14、29和21 nm。这类聚合物的吸收范围很宽，能隙较窄，适合于太阳能电池对活性层的要求。 4.本文合成了一个非超支化核中含硝基的聚苯撑乙烯P9，并对其性能进行了表征。通过热重分析（TGA）可知，该聚合物的热分解温度为337.1。 P9氯仿溶液的最大紫外吸收波长488 nm，固态薄膜的最大紫外吸收分别为503 nm，固态紫外吸收比液态紫外吸收分别红移15 nm。P9氯仿溶液的最大荧光

5、发射波长为561 nm，固态薄膜最大荧光发射波长为603 nm，固态薄膜荧光发射波长比液态红移42 nm。这种材料适合于光电材料的要求。 2.会议论文 王林申.张德贤.陶科.薛颖.姜元建.赵敬芳 微晶硅薄膜太阳能电池的研究进展 2008 硅薄膜太阳电池技术是光伏领域最具低成本优势的光伏技术,目前已成为各国光伏计划支持的重点。相比于非晶硅电池,相变区的微品硅薄膜太阳电 池几乎没有光致衰退,且具有良好的长波段光谱响应特性,可以和非晶硅薄膜电池相结合制备成叠层电池。而当电池衬底使用柔性薄膜材料后,薄膜电池的 研制工艺技术更具有特殊性。本文回顾了硅基薄膜电池的研究历史,重点关注于微晶硅薄膜电池的研究进

6、展以及制备在柔性衬底上电池的特殊性。 3.期刊论文 王慧.邵竹峰 太阳能电池概述 -中国建材科技2008,17(6 太阳能被列为清洁、高效能源而得到世界各国学者的重视,中国也不例外,国内目前的大量的太阳能电池企业极大地促进了国内太阳能电池技术的发 展与成熟.基于光电效应,根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:硅基太阳能电池和多元化合物薄膜电池.随之研究的深入,多元化合物薄膜电池高光电 转换效率且成本较低的优势必将成为太阳能电池市场的主导者. 4.学位论文 崔洪涛 在升级冶金级硅衬底上用ECR-PECVD沉积多晶硅薄膜 2007 尽管目前光伏电池市场85以上仍被体硅太阳能电池所占据，并且其组件也

7、正在变得更便宜以及更高效，然而价格因素仍然是其发展的重要障碍 ，而一半以上的价格又源于其基片。基片的制备既耗材料又耗能源，降价空间很小，又由于当前能源紧缺的状态，这一问题将会被放大。薄膜电池技术 由于耗材料较少，相应的耗能也少，同时由于可以大面积沉积等，薄膜电池有望在不久的将来逐步取代体硅电池而转移到工业生产中。 2004年，欧盟5个晶体硅薄膜研究开发项目组提出了一项规划，该规划认为“外延组件等价物”是最接近于工业实际的晶体硅薄膜技术路线。“外延 组件等价物”即外延沉积硅层到低成本硅片上。由于其电池结构与传统体硅电池类似，因而该技术路线仅需一步硅外延，其余工艺路线可与现在大部分 工业生产电池的

8、设备技术兼容，有利于降低成本。 国外研究者已经在单晶硅及高质量多晶硅衬底(籽晶层上用ECR-PECVD作了初步尝试。然而迄今为止，未有在低成本硅上用ECR-PECVD方法外延沉积 硅层的相关报道。国内也曾有过在颗粒硅带上用射频PECVD沉积薄膜的尝试，认为：颗粒硅带用PECVD不易结晶，PECVD不适合沉积多晶硅薄膜。 本文首次采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法(ECR-PECVD在175低温下在升级冶金级硅上沉积出了优质多晶硅薄膜；探讨了各可控 工艺参数及其相互作用对多晶硅薄膜质量的影响并提出了自己的假设，最后通过实验验证了这一假设。具体内容及相关结论如下： 1 作者通过EPMA、

9、SEM、XRD、表面轮廓仪深入剖析了原始升级冶金级硅片，了解了其纯度，杂质含量情况，表面形貌，晶粒大小、取向，以及表面 粗糙度。同时对清洗工艺进行了探索，认为cp133清洗效果最好。在此基础上，通过正交试验作者成功的在该种衬底上沉积得到晶态石英薄膜。并通过试 验数据分析认为功率与流量比(F(O<,2>/F(SiH<,4>的组合是决定薄膜质量的因素，其作用远大于独立的各个因素。 2通过对整个薄膜制备理论的各个过程、阶段的深入剖析，本文在升级冶金级硅衬底上用ECR-PECVD沉积多晶硅薄膜方面做了开创性的摸索工作。通 过正交试验分析得出结论：功率与流量比(Fr-F(H<

10、;,2>/F(SiH<,4>的组合决定薄膜质量优劣，从单个因素来看，功率对薄膜质量影响最大，流量比次 之，温度对薄膜质量的影响相对不明显。 3 基于对高速沉积的追求，以及了解温度、流量比的相互作用，设计了新一轮试验，在高压1Pa(相对于本系统，固定功率为600w探讨温度、流量 比的交互作用。发现特定温度下有特定的最佳流量比；随温度降低该最佳流量比变小；同时结晶质量随温度降低变好；认为在此高压下二次气相反应不 容忽视，这是使薄膜质量下降的一个重要原因，温度通过热激活对表面反应动力学产生重要影响。多数薄膜体现出(111强织构现象，作者认为是一种孪 晶辅助生长模式。高温长时间沉积，

11、O、C扩散不容忽视。基于对初步验证试验的分析认为，低压条件下容易得到更高质量的薄膜。 4基于外延高质量薄膜的追求，尝试在低压低温固定为175条件下沉积多晶硅薄膜。在此温度下成功得到高质量准外延薄膜。并发现每一气压都对 应着一个最佳流量比：0.16Pa对应10/5；0.4Pa对应10/6.8。随气压升高该最佳流量比降低。 5基于对上述试验结果的分析，为给试验结果以更合理的解释，作者对沉积过程的各可控工艺参数进行了细致的分析和总结，并由此提出假设，将 薄膜制备过程分为两个连续的阶段：气相反应及表面反应。假设：气相反应决定薄膜质量，某功率条件对应一最佳气压条件。在该气压条件下，气相反 应过程又由功率

12、与流量比的组合搭配决定。这两者的匹配可在低温下制备高质量薄膜；高温最佳工艺条件对应较低的薄膜质量。 6作者通过试验两组沉积试验及对试验的分析验证了上述假设。并通过Langmuir探针测各工艺参数下电子数密度的方法进一步肯定了这个假设。 5.会议论文 张厚兴.黄勇.李海峰.万之坚.张立明 薄膜太阳能电池的研究进展 第二代薄膜电池有希望能大幅度降低电池的成本,真正实现太阳能电池的大规模应用.本文详细介绍了第二代薄膜电池的分类、制备工艺以及研究现 状等. 6.会议论文 万之坚.李海峰.黄勇.张厚兴.张立明.许颖.王文静 陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池工艺 为了大幅度降低成本,真正实现太阳能电池的大规模

13、应用,设计出一种新颖的薄膜电池,即在廉价的陶瓷衬底上沉积多晶硅薄膜制作的太阳电池.本文 介绍了制作这一电池的完整工艺流程,摸索出合适的工艺参数,解决了在异质衬底上生长大晶粒多晶硅薄膜和表面电极引出的问题,实验取得了令人满意的 结果. 7.学位论文 陈建明 非晶硅薄膜太阳能电池的新工艺及理论模拟 2005 论文对非晶硅太阳能薄膜的原理和工艺进行了深入分析和讨论，优化了一个最适合投入批量生产的工艺。因为非晶硅薄膜的质量与材料、结构工艺 设备有关，希望通过本论文的系统研究，从材料、结构的改变和工艺水平提高的角度增强非晶硅太阳能电池的竞争力。“太阳能极具吸引力，原因是太 阳光用之不竭，一旦拥有设备，我

14、们就可以源源不断得到免费的能源。”对太阳电池的开发和利用，目前是世界各国研究的重点，尤其在如今进入能源 短缺的年代，制造太阳电池的材料、结构及工艺有多种。其主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜和多晶硅薄膜，论文在分析和比较了其他几种太阳电池 的材料、结构和工艺特性的基础上，提出了一个新的太阳能电池制作工艺。 太阳能电池在非晶硅上取得令人鼓舞的结果，但由于缺陷的存在使得人们不断探索新的工艺和其他薄膜电池，例如硒化铜(CdInSe2或砷化稼 (GaAs等。尽管这些材料在太阳能电池的性能上有较满意的表现，但这些材料大都含有毒物质，并且非常稀少，因而限制它们的全球应用。也有人用有 机材料，但它的转化效率非

15、常低并且稳定性差。西门子宣布可以把这种电池的转换效率从通常的3提升到5，但从总体上看，目前全球大约90的薄 膜太阳电池的生产仍是基于氢化非晶硅(a-SI:H的技术。本文基于非晶硅薄膜制造，其原因如下：非晶硅薄膜太阳能电池现在在光电市场越来越重要 ，在过去十年非晶硅薄膜太阳能电池义已经实现了超过13的转换效率，如今利用各种结构可以有更高的转换效率。非晶硅薄膜比单晶硅的转换效率多 40倍，薄膜厚度仅需要1微米便可吸收约90的可用光能量。在与单晶硅和多晶硅太阳电池相比，非晶硅薄膜电池的光电成本非常低。非晶硅可以淀积在 塑料、玻璃和金属上，使非晶硅是理想的构造PV产品并且容易实现大面积化。非晶硅对太阳

16、光有很高的吸收系数，并产生最佳的光电导值，很容易实现 高浓度可控掺杂，可以在很宽的组分范，围控制它的能隙变化，形成异质结，并有十分低的界面态。非晶硅沉积温度低，薄膜制作的工艺简单，仅通过 各种气体源就可一次性连续完成复杂器件的制作，所以成本低易于实现大生产。 本文主要探索了一种新的非晶硅薄膜电池结构DPIN，即对称PIN结构。该结构非晶硅薄膜电池制造工艺简单，成本较低并且巧妙采用新对称工艺(注 意不需要高温沉积使电池效率达到11以上，并且电池的稳定性较好。论文对其结构进行了模型设计模拟和分析，建立了一套最优化的工艺参数，并结 合目前成熟的等离子体增强化学气相沉积法(Plasma-enhance

17、dChemicalVaporDeposition，简称PECVD、热丝化学气相法(HW-CVD和微波电子回旋共振化 学气相沉积，设计出一套对称LPECVD化学气相沉积工艺，从理论上分析了淀积的原理，推导出最佳的工艺参数。该工艺有较大的淀积率，用SiH4制备I层 的淀积率达到1(A/s，理论上用B2H6/SilL,气体可以均匀制备P层，用PH3+SiH4制备N层。利用对称流量控制和PID控制，能够得到片内和片间较均匀的薄 膜。分析了非晶硅太阳电池的模型，进行了对称结构电池的模拟验证，证实了其优越性。并制作了双层结构的薄膜电池，测试结果表明增加了13个小时 的光电效应，大大提高了利用率。 8.期刊

18、论文 张旭鹏.杨胜文.张金玲 非晶硅薄膜电池应用及前景分析 -光源与照明2010,""(1 通过详细阐述非晶硅薄膜电池的结构和优点,论证了非晶硅薄膜电池具有的广阔应用前景,尤其在遮阳、中空光伏组件中的应用具有明显的优势,其对 可再生能源的发展有着积极的推动作用. 9.学位论文 周冰 表面等离激元增加薄膜光吸收及发光效率研究 2010 太阳能发电在解决全球能源危机，以及减缓温室效应方面有着巨大的潜在应用。作为半导体和微电子工业中最重要的基础材料，硅以其高储量、较 为成熟的工艺、污染小、较高的转换效率、稳定性好等优势成为了太阳能光电池研究开发的重点材料。其中，硅薄膜电池在节约电

19、池成本方面具有巨大 的优势，是近年来研究的重点。然而，由于非晶硅的光学禁带宽度在1.7ev左右，对太阳辐射光谱的长波段吸收较弱，使其光电转换效率较低，另外，由 于其载流子扩散长度的限制，很难通过进一步降低薄膜厚度来减少成本，这些都严重影响了硅在光伏市场上的推广应用。将金属等离激元共振用于增强 太阳能电池的效率，是提高太阳能电池效率的研究热点之一。本文将表面等离激元用于提高非晶硅薄膜吸收，不仅在表面等离激元增强薄膜吸收方面有 重要的理论探索意义，而且在太阳能电池领域具有良好的应用前景。此外，本文还将表面等离激元共振用于增强薄膜的发光强度，取得较为不错的增强 效果。 本文制备了金属银纳米颗粒结构，研究了影响其形貌和表面等离激元共振特性的因素，在此基础上，将金属银颗粒用于增强非晶硅薄膜的吸收及用于增 强Y2O3:Yb3+薄膜的发光强度，并且分别研究了增强吸收和增强发光的机理。主要内容如下： (1利用电子束蒸发法(EBE制备了Ag纳米颗粒，研究了衬底温度，热处理温度等对其形貌和表面等离激元特性的影响，利用后续热处理法改变颗粒形貌 来调节其表面等离激元共振峰的位置，还研究了通过改变周围介电材料环境来调节银纳米颗粒的表面