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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 工业丝网印刷铝点接触及其在n-PERT背结太阳能电池中的应用研究

    摘要： 与传统背表面场（BSF）太阳能电池相比，n型钝化发射极背面全扩散结（n-PERT-RJ）太阳能电池的背面载流子复合损耗更低。为从当前钝化背面获得更多收益（更高开路电压），采用点接触设计是直观解决方案。本文展示采用含硅添加剂（Si-add）铝浆金属化的工业级丝网印刷点接触结构。通过分别分析开路电压（VOC）、短路电流密度（JSC）和填充因子，深入研究Si-add对n-PERT-RJ电池性能的影响，并探讨Si-add与激光接触开口（LCO）间距对点接触特性的作用。最后提出创新性背面"点-线"复合接触结构——由点状LCO与铝金属栅线组合设计，使n-PERT-RJ电池实现692 mV开路电压和22%峰值效率。该器件60%的双面率在组件层面带来额外发电量，进一步降低平准化度电成本。这些特性使背面点接触设计更适用于工业化大规模生产。

    关键词： 激光接触开口（LCO）、平准化度电成本、铝浆、n型钝化发射极背面全扩散（n-PERT）电池、双面率、硅太阳能电池、工业级、点接触、丝网印刷、n型、背面结

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 采用空穴选择性氧化钼背接触的硅太阳能电池光子管理：一项光学模拟研究

    摘要： 钝化型空穴选择性接触通过降低太阳能电池背面电子浓度，在减少表面复合方面发挥重要作用。然而这些接触中的寄生光学损耗仍可能限制电池性能。本研究采用光学模拟方法，探究了具有空穴选择性氧化钼（MoOx）背面接触的硅太阳能电池在长波长波段的光学损耗问题，并评估了这类选择性接触与纳米结构介电层结合时提升光生电流密度的潜力。

    关键词： 光子管理，FDTD模拟，光栅纳米结构，硅太阳能电池，空穴选择性接触

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 硅太阳能电池磁场成像（MFI）与磁场模拟的比较

    摘要： 在太阳能电池中，电流是通过全区域分布的电注入或光流产生的。每束流动的电流都会根据其强度和方向产生相应的磁场。最近，一种名为磁场成像（MFI）的新测量技术问世，该技术通过成像产生的磁场来测量电流强度和方向。该方法已应用于多种缺陷检测，例如太阳能电池互联条与跨接条之间缺失或有缺陷的焊点。本文将不同太阳能电池配置及缺陷的MFI测量结果与有限元磁场模拟进行对比，对结果进行了定性与定量分析讨论。该模型用于获取基于测量高度的分辨率极限，以及MFI方法可检测的缺陷（互联条断裂或焊点缺陷）。几何形状和材料参数（在合理范围内）的变化——包括电流流动及相应磁场分布——显示制造公差（如层厚度、焊带/互联条宽度）以及导致电阻变化的材质波动影响甚微。测量高度和电流强度对磁场强度的影响最为显著，因此成为工艺与产品优化的关键切入点。

    关键词： 磁场成像、有限元法（FEM）、磁成像（MFI）、太阳能电池缺陷、硅太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 钙钛矿和硅太阳能电池全半球发射率的直接测定

    摘要： 由于太阳能电池的性能和寿命对其工作温度敏感，因此需要准确掌握其总半球发射率随温度变化的关系。格兰纳多斯等人报道了一种快速瞬态量热法，可直接测定钙钛矿和硅太阳能电池在其工作温度范围内的总半球发射率。

    关键词： 全半球发射率、钙钛矿太阳能电池、硅太阳能电池、瞬态量热法、辐射传热

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 平均化不可平均之物：为大尺寸硅太阳能电池定义有意义的局部串联电阻

    摘要： 根据横向电压降的定义，局部串联电阻并非一个可通过算术平均的量值，因为电压不具有广延性；然而只有这类具有广延性的量才能进行平均计算。但实验发现，对串联图像进行算术平均仍能得出相当合理的结果。由于大面积硅太阳能电池的发射极近乎等势层，我们可以对横向电压分布（相对于正向偏置电流和发射极电阻率）进行线性化描述，由此推导出适用于H型栅格几何结构的可平均局部串联电阻——其可平均性源于对垂直电流平行路径的平均处理。根据该线性响应理论的构建原理，所得平均值与光照强度变化法测得的集总值完全一致，并且也呈现出实验观测到的正向偏置二极管电流依赖性。

    关键词： 局部串联电阻、线性响应理论、算术平均法、光照强度变化法、硅太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 通过导电原子力显微镜评估硅太阳能电池载流子选择性钝化层中的局域垂直电流形成

    摘要： 载流子选择性接触在高效率硅太阳能电池概念的开发和优化中日益受到关注。特别是超薄氧化层与多晶硅层相互作用的钝化机制成为焦点，隧穿电流及所谓针孔导电性的起源也引发讨论。目前许多工艺参数及其对钝化效果的影响尚不明确。本研究考察了不同工艺制备的Si/SiOx/多晶硅层体系的电学特性。为此，我们采用新开发的图像计算软件工具，通过导电原子力显微镜对界面氧化物的电流路径密度进行高分辨率电学评估，以测定垂直方向的电流路径密度。我们比较了两种厚度（n+ PECVD）多晶硅层在各自最佳退火温度（对应最高i-VOC值）下的表现。针对臭氧氧化层研究了三种退火温度（最佳钝化温度、低于和高于该温度）的影响，并通过TMAH法分析针孔密度。最后，我们探究了三种界面氧化物（各自处于最佳钝化状态）的层叠结构最优特性。

    关键词： 硅太阳能电池、针孔导电性、钝化层、载流子选择性接触、导电原子力显微镜

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • SiO2–Ce3+, Tb3+纳米球-聚EVA薄膜的紫外至可见光下转换及其在太阳能电池中的应用

    摘要： 尽管传统晶体硅太阳能电池相较于其他可再生能源形式具有诸多优势，但其仍存在限制性能的主要缺陷（能量损耗）。能量损耗的主要原因之一在于对短波长光子（尤其是紫外波段）的利用效率低下。通过在器件表面沉积荧光纳米颗粒，利用下转换过程将阳光中的紫外光子转化为可见光或近红外光子，可提升c-Si太阳能电池的效率。为此，我们制备并研究了由Ce和Tb共掺杂SiO2构成的下转换纳米荧光粉的发光与光学特性，观测到544 nm处主导的光致发光发射峰，该峰源自Tb3+的5D4→7F5跃迁。将合成的荧光粉掺入聚乙烯醋酸乙烯酯（poly-EVA）薄膜后覆盖于商用硅太阳能电池表面，测量其光电流效率。结果表明：这些荧光薄膜具有优异的透光率（≥76%）且较普通poly-EVA薄膜表现出更强的紫外吸收能力；部分不同Ce/Tb浓度配比的薄膜沉积于电池后显示出光电流效率提升，而其他配比相较普通EVA薄膜仅有微弱下降。

    关键词： 降频转换、硅太阳能电池、紫外线、光电流、聚乙烯醋酸乙烯酯、光致发光

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 碲基玻璃对硅太阳能电池接触形成及电性能的影响

    摘要： 众多研究因碲基玻璃具有低热膨胀特性和高耐化学性，而聚焦于其在晶体硅太阳能电池中的应用。然而，碲基玻璃与这类电池中接触形成过程的相关性尚未被探讨。本研究考察了快速烧结条件下玻璃粉热性能与TeO?/(TeO?+PbO)比例含量的关系，随后观察了含碲基玻璃粉银浆料中接触形成对硅太阳能电池电学特性的影响。通过观测玻璃粉热性能及银电极与硅片间的接触形成情况，结果表明界面结构形貌显著影响电学特性：玻璃层厚度与硅太阳能电池串联电阻成正比；发射极及玻璃粉的低粘度源于n区形成更多再结晶相及其向硅中的更深渗透，从而获得更高转换效率；银电极与硅片间的接触形成显然源于快速烧结时银浆料中熔融玻璃粉的作用。

    关键词： 玻璃料、银浆、硅太阳能电池、碲基玻璃、银电极

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • AIP会议论文集 [AIP出版公司 应用数学在技术与自然科学中的应用：第十一届促进应用数学在技术与自然科学中应用国际会议 - AMiTaNS’19 - 保加利亚阿尔贝纳（2019年6月20-25日）] 应用数学在技术与自然科学中的应用：第十一届促进应用数学在技术与自然科学中应用国际会议 - AMiTaNS’19 - 硅太阳能电池中的空间辐射效应：基于物理的模型、软件、模拟及辐射效应缓解

    摘要： 改进太阳能电池效率与抗辐射性能，同时兼容低成本、高产量制造工艺，这对未来美国宇航局（NASA）与美国国防部（DOD）长期太空任务中的发电应用至关重要。我们基于物理模型研究了图1所示新型超薄（UT）硅光伏（PV）太阳能电池技术的辐射效应并进行模拟。这类电池因采用硅材料的大规模制造技术，有望在实现高转换效率的同时具备轻质、柔性与低成本特性。为在薄晶圆上实现高效能，Regher Solar公司采用非晶/晶体硅异质结技术及基于电镀的新型无接触金属化工艺，可使超薄硅太阳能电池达到最高23%的AM0效率。由UT硅电池制成的柔性轻质太阳能电池板能降低太空任务中太阳能阵列的质量、体积与成本。当太阳能电池用于外太空或月球、火星环境时，会受到高能粒子轰击，引发称为辐射损伤的性能退化。目前对UT硅光伏技术的抗辐射性（或耐辐射性）认知尚不充分。我们通过文献研究、综述与分析，筛选并验证了太阳能电池辐射效应的物理模型[1]。目前已探究多种提升硅太阳能电池抗辐射性的工程方案，包括材料/杂质/缺陷工程（MIDE）、器件结构工程（DSE）及器件运行模式工程（DOME），这些方法能有效减轻硅基器件的位移损伤效应[2]。掺锂抗辐射硅太阳能电池也被证实是具有吸引力的可行方案[3]。本文展示了UT硅光伏电池辐射效应的数值模拟结果，并综述了辐射损伤缓解技术。结合非均匀空位产生现象（即如前述布拉格峰附近位移损伤最大）的辐射效应数值模拟结果表明：高能质子对超薄50微米（或更?。┕杼裟艿绯卦斐傻乃鹕思?。这些结果证明UT硅光伏电池技术适用于高辐射环境的太空应用。

    关键词： 硅太阳能电池、辐射效应缓解、基于物理的模型、模拟、空间辐射

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 氢化非晶硅/单晶硅异质结太阳能电池的模拟：从平面结到局部结

    摘要： 为提高HIT（本征薄层异质结）太阳能电池的转换效率并降低生产成本，研究人员对基于氢化非晶硅/晶体硅（a-Si:H/c-Si）异质结的HACL太阳能电池性能进行了研究，并与HIT及HACD（扩散结非晶硅/晶体硅异质结）太阳能电池进行对比。模拟结果表明a-Si:H层会带来显著的光吸收损失。HACL电池的转换效率可达28.18%，短路电流密度达43.06 mA/cm2，均高于HIT和HACD电池。性能提升的主要原因在于：（1）降低了a-Si:H的光吸收损失；（2）减少了HACL电池的光生载流子复合。双面局部结结构特别适用于双面太阳能电池。对于采用n型或p型c-Si基底的HACL电池，全n型或p型c-Si钝化结构能减少稀有材料消耗——该结构中可省去透明导电氧化物（TCO）。研究表明HACL太阳能电池是实现高效低成本极具前景的结构方案。

    关键词： 氢化非晶硅/单晶硅异质结、硅太阳能电池、局部结、短路电流

    更新于2025-09-12 10:27:22