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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 采用氟化锂电子载流子选择性层的高效硅异质结太阳能电池模拟

    摘要： 在本研究中，为提升量子效率（QE），我们通过采用氟化锂（LiFx）等宽带隙材料作为发射极取得了重要进展，该方案同时助力硅异质结（SHJ）太阳能电池实现了卓越的转换效率?；贏FORS-HET模拟研究发现，氟化锂能显著改善电子提取与注入性能，从而具备实现高功率转换效率的潜力。我们运用AFORS-HET评估了多参数限制条件，这为确定各类参数在硅太阳能电池中的作用提供了有效途径。研究证实并优选氟化锂作为界面层，既能降低串联电阻与分流漏电，又有利于改善电池光学特性。凭借其宽带隙特性和优异的表面钝化效果，LiFx被成功用作界面层兼发射极层。此外，我们通过内置电场和能带偏移研究了LiFx作为载流子选择性接触层时功函数的影响。通过优化LiFx层的功函数与厚度，最终实现了23.74%的最大功率转换效率（PEC）、82.12%的填充因子（FF）、38.73 mA cm?2的短路电流密度（Jsc）以及741 mV的开路电压（Voc）。

    关键词： 电场、硅异质结太阳能电池、氟化锂、电子选择性接触层、功函数

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 耐湿热、高效率、工业尺寸硅异质结太阳能电池

    摘要： 硅异质结（SHJ）太阳能电池在晶体硅太阳能电池中保持着功率转换效率（PCE）的最高纪录。然而，非晶硅是一种典型的高熵亚稳态材料。湿热老化实验表明，非晶/晶体硅界面易受水分影响，这可能是其大规模生产面临的最大障碍。通过覆盖SiNx和SiOx介质层，预计安装30年后绝对PCE衰减仅为0.6%。这证明SHJ太阳能电池是下一代光伏技术的极具前景的候选方案。

    关键词： 高效率、非晶硅、大规模生产、湿热稳定性、硅异质结太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 后结SHJ太阳能电池超薄n型纳米晶氧化硅的正面接触优化

    摘要： 本研究中，采用超薄n型氢化纳米晶氧化硅[(nc-SiOx:H(n))]薄膜替代非晶硅[a-Si:H(n)]作为背结硅异质结(SHJ)太阳能电池的电子传输层(ETL)，以减少前表面寄生吸收。透明导电氧化物(TCO)与超薄ETL界面间的接触电阻率对电池性能具有重要影响。研究者在含超薄nc-SiOx:H的电池中引入纳米晶硅(nc-Si:H)接触层/种子层，并探究了nc-Si:H厚度对电池性能的影响。为验证可扩展性，在M2(244 cm2)硅片上制备了ETL厚度为10 nm的双面电池。最佳性能电池采用5 nm nc-SiOx:H(n)与5 nm nc-Si:H(n)接触层组合，在M2硅片上实现开路电压(Voc)738 mV、填充因子(FF)80.4%、短路电流密度(Jsc)39.0 mA/cm2及光电转换效率(η)23.1%。相比仅含nc-SiOx:H(n)的电池，采用nc-Si:H(n)/nc-SiOx:H(n)双层结构的电池展现出3%绝对值的FF提升和0.5%绝对值的η提升，且前接触电阻率更低——AFORS-HET模拟器计算的能带图表明这是由于电子面临更低的能量势垒所致。Quokka 3模拟器对电池光学与电学损失的模拟显示：相比单层nc-SiOx:H(n)，双层结构具有显著更低的电传输损失和略高的前表面透射损失。

    关键词： 损耗分析，纳米晶氧化硅，硅异质结太阳能电池，电子传输层

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 光伏材料与器件的最新进展 || 晶体硅太阳能电池用导电铜浆

    摘要： 在光伏产业中，由于工艺简单快捷，银浆丝网印刷是金属化的主要技术。然而，银浆的高昂价格是制约低成本太阳能电池生产的障碍之一。因此，光伏研究最关注的目标是降低银浆用量或用其他材料替代银。铜作为合适候选材料，虽价格低廉但导电性与银相近，已受到众多研究机构和企业的重视。为将铜用作太阳能电池接触层，电镀技术成为研究热点。不过近期也出现了主要针对集成电路应用开发的铜浆研究——这类铜浆多采用低温退火工艺，因为铜易氧化。另一方面，通过为铜颗粒包覆阻隔层开发的烧结型铜浆也已问世。本章将探讨铜浆在太阳能电池应用中的最新进展及其获得更优电学性能的适宜退火条件，并汇总其他研究文献中铜浆在太阳能电池上的光照I-V特性数据。

    关键词： 硅异质结太阳能电池、固化、氧化阻挡涂层、铜浆、钝化汇流条

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于硅异质结太阳能电池的磷催化掺杂硅合金

    摘要： 本文研究了沉积后催化掺杂（cat-doping）对多种掺杂硅合金（即微晶硅(μc-Si:H)、纳米晶氧化硅(nc-SiOx:H)和微晶碳化硅(μc-SiC:H)）在硅异质结太阳能电池中应用的有效性。通过二次离子质谱(SIMS)测得的磷(P)分布曲线揭示了这三种硅合金薄膜中的磷分布差异。研究发现，经过催化掺杂工艺后，不同样品的导电率和有效载流子寿命均出现不同程度的提升。通过催化掺杂过程中使用不同气体，证实了热退火、氢化和磷掺杂的共存效应。

    关键词： 硅合金、沉积后处理、硅异质结太阳能电池、热丝化学气相沉积、催化化学气相沉积

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用新型透明导电PAEK共聚物将先进无银多线金属化结构附着于ITO层的双面硅异质结太阳能电池

    摘要： 此前，我们报道了透明导电聚合物（TCP）薄膜——聚芳醚酮共聚物（co-PAEKs）的合成及其在硅太阳能电池中实现导线与透明导电氧化物（TCO）层直接接触的应用。该聚合物具有决定接触形成温度的最低峰值应变温度（Td）为205°C。为将此类TCP薄膜应用于含非晶硅层的硅异质结（SHJ）太阳能电池，需降低其Td值。本研究通过合成分子量降低从而特性黏度（ηred）下降的多种co-PAEKs解决了该问题。结果表明：将ηred从0.56降至0.4 dl/g可显著改善co-PAEKs的主要性能，具体表现为：(i) Td从205°C降至189°C；(ii) 通过导线剥离测试测得的黏附强度从1.69±0.26提升至3.55±0.84 N/mm；(iii) 导线/TCP/ITO（In2O3:Sn）接触电阻率ρC从1.20降至0.67 mΩ cm2，同时共聚物光学性能保持不变。我们基于ITO/(n)α-Si:H/(i)α-Si:H/(n)Cz-Si/(i)α-Si:H/(p)α-Si:H/ITO结构制备了双面背结SHJ太阳能电池，采用co-PAEK薄膜将导线栅极连接至ITO层。使用最低特性黏度co-PAEK薄膜制备的电池在正面/背面光照下效率达19.6%/18.4%，在1倍标准太阳光正面光照及20%/50%倍标准太阳光背面光照条件下，等效效率分别为23.3%/28.8%。

    关键词： 多线金属化、透明导电聚合物、硅异质结太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于SnO2的电子选择性接触在Si/PEDOT:PSS异质结太阳能电池中的优化

    摘要： 氧化锡（SnO?）因其令人满意的能带结构和良好的结晶性，有望成为硅基太阳能电池中优异的电子选择性接触层（ESC）。然而，SnO? ESC的电子提取能力不足以及表面钝化效果有限，会制约相应太阳能电池的性能。我们通过掺杂乙二胺四乙酸（EDTA）来提高SnO?的费米能级，使EDTA-SnO?比SnO?具有更优异的电子提取能力。此外，由EDTA-SnO?层与薄氧化硅（SiO?）薄膜组合制备的EDTA-SnO?/SiO?双层ESC，在不明显影响电荷传输能力的前提下，提供了比EDTA-SnO? ESC更佳的表面钝化效果。采用EDTA-SnO?/SiO?双层ESC的平面Si/PEDOT:PSS异质结太阳能电池（HSCs）展现出11.52%的功率转换效率（η），较采用SnO? ESC的HSCs（η=10.13%）提升了13.7%，主要源于开路电压（Voc）和填充因子（FF）分别提高了18 mV和5.4%。

    关键词： 氧化锡，电子选择性接触，表面钝化，硅异质结太阳能电池，费米能级

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 预处理工艺对用于21%效率硅异质结太阳能电池的n型超高效冶金级硅片的影响

    摘要： 硅异质结太阳能电池因氢化本征非晶硅薄膜提供的优异表面钝化效果而实现高转换效率。但由于其低温加工工艺无法进行吸杂处理，必须采用高质量硅片作为起始材料。直拉法生长的升级冶金级（UMG-Cz）硅作为电子级硅的低成本替代品虽可用于硅太阳能电池，但其体寿命常受原生缺陷限制。我们前期研究表明，预制造处理（即白板处理、磷扩散吸杂和氢化）能显著提升UMG-Cz硅片的体质量，有效缓解原生氧沉淀核与金属杂质的影响。本研究在原生及预处理UMG-Cz硅片与电子级硅片上制备背结硅异质结太阳能电池，结果显示预制造处理对电池效率具有显著提升作用：UMG-Cz电池效率从18.0%提升至21.2%，电子级电池从21.2%提升至22.7%。通过Quokka模拟对比原生与预处理UMG-Cz及电子级电池的开路电压发现，体寿命仍是UMG-Cz硅片的主要限制因素。

    关键词： 氢化、磷扩散吸杂、直拉硅、太阳能级硅、白纸一张、硅异质结太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用氩等离子体处理的ITO薄膜对后发射极硅异质结太阳能电池势垒高度降低的影响

    摘要： 在本研究中，我们考察了氩气氛围下等离子体处理对氧化铟锡（ITO）薄膜的影响。经250W等离子体处理的ITO薄膜方阻（37.6 Ω/□）高于原始沉积态ITO薄膜（34 Ω/□）。等离子体处理使ITO晶粒尺寸从沉积态的25.49 nm减小至21.81 nm，导致霍尔迁移率下降。氩等离子体处理ITO的功函数（WFITO = 4.17 eV）低于原始沉积态ITO（WFITO = 5.13 eV），这归因于铟空位和键合结构中氧空位的形成。采用等离子体处理ITO薄膜制备的背发射极硅异质结（SHJ）太阳能电池开路电压（VOC）达734 mV，而原始ITO制备的电池VOC为704 mV。VOC提升源于功函数降低，这与背发射极SHJ太阳能电池中ITO与a-Si:H(n)间势垒高度减小相关。通过AFORS-HET模拟验证了等离子体处理ITO薄膜与前表面场层的性能：当WFITO保持3.8 eV时，电流密度（JSC）和VOC分别提升至39.44 mA/cm2和736.8 mV；当WFITO为4.4 eV时，VOC=721.5 mV、JSC=38.55 mA/cm2对应的效率为22.9%。由于ITO薄膜的低功函数特性，最终实现了23.75%的电池效率整体提升。通过调控势垒高度，氩等离子体处理可用于透明导电氧化物应用以提升电池效率。

    关键词： 功函数，硅异质结太阳能电池，透明导电氧化物，AFORS-HET，等离子体处理，氧化铟锡

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于硅异质结太阳能电池的非传统硅基底的化学纹理化工艺

    摘要： 本研究针对多晶硅片在经历硅异质结太阳能电池应用所需的制绒工艺后，对其表面进行了全面研究。所描述的调查包括基于氢氟酸和硝酸组合的各向同性蚀刻时间对反射率、表面形貌以及通过隐含开路电压演变反映的表面复合的影响?；固教至讼惹按淼挠跋煲约罢庑┲迫薰ひ蘸笤诠杵砻嫘纬傻亩嗫坠杌蜓趸璧南侍狻Ｍü淌奔涫纯?，已获得具有良好均匀性和低加权半球反射率（23–24%）的制绒多晶硅片表面。这些制绒工艺也在升级冶金硅片上进行了测试，结果加权半球反射率约为23%，但代价是出现了重要的表面缺陷。

    关键词： 多晶硅，反射率，化学织构化，表面形貌，硅异质结太阳能电池，UMG硅

    更新于2025-09-12 10:27:22