检索结果-南通市图书馆

作者：郭广兴南昌大学

学位级别：硕士

现有研究表明,光热处理可以提高非晶/晶硅异质结（HJT）太阳能电池的能量转换效率。本文旨在了解光热过程中所涉及机理,从而实现HJT电池的增效控制。研究内容分为理论和实验两个部分,理论部分通过分子动力学对HJT电池中的氢原子运动进... 详细信息

现有研究表明,光热处理可以提高非晶/晶硅异质结（HJT）太阳能电池的能量转换效率。本文旨在了解光热过程中所涉及机理,从而实现HJT电池的增效控制。研究内容分为理论和实验两个部分,理论部分通过分子动力学对HJT电池中的氢原子运动进行模拟,实验部分通过通过制备氢化非晶硅/晶体硅（a-Si:H/c-Si）结构和HJT电池研究了掺杂的a-Si:H层在光热过程中的作用。主要的研究内容与结论如下:1、根据先前的报道,假设电池中氢原子光照后带电,采用分子动力学软件模拟了HJT电池中在不同水平外加电场强度（0-1.5 V/?）和不同温度（160-200℃）下的氢运动。结果表明,在a-Si:H（i）/c-Si界面上存在电场引起的氢积累,该积累在温度为180℃及以下、在电场强度为0.3～0.5 V/?时达到最大值。这种强度能很好地匹配HJT电池掺杂层提供的电场,并且温度与光热过程的最佳温度恰好吻合。由于a-Si:H（i）/c-Si界面上的氢被认为是钝化的关键,本文推测界面上氢的积累导致了HJT电池在光热过程中性能增强的收益。模拟进一步发现,假设氢原子在黑暗中不带电,氢的积累将在暗热过程中消失,已经被报道的后续退火中的损失可以因此很好被解释。2、通过对不同类型的a-Si:H/c-Si样品和不同掺杂浓度的HJT电池进行光热处理,对氢运动的模拟结果进行了实验验证。结果表明,光热处理可以增大掺杂a-Si:H/c-Si样品的微观结构因子R,带有n型和p型a-Si:H层的样品分别增加0.3和0.2。这可以通过界面中Si-H键的增加来解释,并且支持了氢原子带电的假设。光热处理后,HJT电池的??（开路电压的增量）随p层浓度的变化趋势符合模拟中界面氢的积累规律,这验证了电场在氢漂移中的驱动作用。此外,制备过程中发现,完成了CVD沉积的电池在黑暗中静置24 h后的少数载流子寿命可以显著的提高,这指出了氢通过捕获热载流子而带电的可能性。

关键词： HJT太阳能电池光热处理分子动力学掺杂层少数载流子寿命

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晶体硅异质结太阳电池的后处理增效研究

晶体硅异质结太阳电池的后处理增效研究

作者：孟子博南昌大学

学位级别：硕士

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(HAC太阳电池)具有转换效率高等众多优点,市场前景广阔,有望成为光伏产业新的主流技术。本课题多种在HAC电池金属栅线电极制备完成后进行的优化改性技术(后处理增效)进行了研究。具体内容和结果如下:1、对HA... 详细信息

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(HAC太阳电池)具有转换效率高等众多优点,市场前景广阔,有望成为光伏产业新的主流技术。本课题多种在HAC电池金属栅线电极制备完成后进行的优化改性技术(后处理增效)进行了研究。具体内容和结果如下:1、对HAC太阳电池进行加热并同时给予强光辐照(光热处理),分析光热协同作用下工艺温度、辐照强度、工艺时间等参数对电池片改性的影响规律,结果表明:180℃为最优温度,此时电池片的转换效率,样品的少子寿命提升幅度均最大;工艺温度保持不变的情况下,辐照强度越大HAC太阳电池提效结果越好,在实验的0-20 k W/m的辐照强度范围内未见极限。在工艺温度180℃,辐照强度为12 k W/m的条件下处理电池片60 s,转换效率提升幅度最大,超过0.7%,并且对基础效率为24.0%的电池片,批量处理的平均提效0.5%以上。2、对比制备金属栅线前后的以及采用不同方法制备金属栅线的HAC太阳电池的光热处理的改性效果和规律,结果表明:光热处理过程中在电池片中产生非平衡载流子复合是降低HAC太阳电池表面缺陷的机理之一;HAC太阳电池制备过程中金属栅线制备过程的热过程对光热处理增效结果有较大的影响,未在高温下进行长时间处理的电池片要比经历长时间高温处理的电池片提效幅度大0.2%。3、对金属栅线制备完成后的HAC太阳电池片加热并同时通以大电流(电热处理)可以降低电池片中的缺陷密度。但是高温以及高强度的电流会对HAC太阳电池的栅线造成不可逆的损伤,降低由缺陷钝化带来的增益。即使在低温条件下,大电流同样会导致电池金属栅线出现损伤。4、微波处理可以提高HAC太阳电池片中掺杂非晶硅/本征非晶硅复合薄膜对晶体硅表面的钝化作用,其中对于IP复合薄膜的钝化性能改善效果最为明显;短时间的微波处理能够提高HAC太阳电池转换效率,提高其在短波长范围内的外量子效率;但是过长时间的微波处理会导致HAC太阳电池的转换效率下降。

关键词：非晶硅/晶体硅异质结太阳电池光热处理电热处理微波处理效率提升

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的光热与电热增效研究

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非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的光热与电热增效研究

作者：曾庆国南昌大学

学位级别：硕士

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(简称HAC电池)具备高效、低衰减、双面进光发电等多项突出优势,具有成为下一代主流太阳电池的前景。近年国外有报道HAC电池在制备完成后进行适当的光热处理可提升其转换效率,但缺乏进一步系统研究,为进一步... 详细信息

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(简称HAC电池)具备高效、低衰减、双面进光发电等多项突出优势,具有成为下一代主流太阳电池的前景。近年国外有报道HAC电池在制备完成后进行适当的光热处理可提升其转换效率,但缺乏进一步系统研究,为进一步分析光热作用的规律和机理,我们设计制作了可切换不同波长/强度的LED光源的全电池光热处理实验装置,实验测定它们对HAC电池的作用规律,分析其作用机理。基于所取得的认识进展,提出了 HAC电池的电热增效潜力,并设计制作了全电池电热处理实验装置进行实验检测。主要结论如下:(1)对HAC电池光热处理使用蓝、绿、黄、红四种不同波长的LED光源,均有效率提升。其中红光效果最好,背结结构电池正面入光,加热温度200℃,最大光强等级Ⅳ光热处理10 min,平均效率22.8%的HAC电池增效平均可达0.31%,最高达到0.47%。短波长蓝光过多照射,增效效果会发生衰退,甚至衰减。光热增效主要体现在钝化效果变好导致Voc(open-circuitvoltage)提升以及串联电阻降低导致FF(fill factor)提升。通过参考有关模拟研究,光照可以破坏物理成键方式的Si-H组态,并由热作用提供能量释放H原子,对缺陷和界面悬挂键进行钝化,释放完H原子后形成的Si悬挂键在一定温度下易发生重组,形成Si-Si强键,进而起到增效作用。(2)对HAC电池电热处理同样能实现增效,在正偏压DC-50A(directcurrent),200℃条件下,处理10min,22.8%基础效率的HAC太阳电池绝对效率平均提升达到0.28%。增效主要体现在Voc和FF提升。电流过大时(>100A),电极栅线会被破坏,且钝化效果变差,直流电流在50-80A时,效果最佳。电注入可以激发非晶硅薄膜层中的氢原子,特别是弱键氢被释放后对电池材料的缺陷和界面悬挂键能进行有效钝化。加热是过程中必要的处理条件,与光热增效的机理基本一致。

关键词：异质结太阳电池光热处理电热处理增效

纳米TiO2/POPAN复合材料的制备及性能研究

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纳米TiO2/POPAN复合材料的制备及性能研究

作者：李晓霞河北科技大学

学位级别：硕士

本文采用丙烯腈作为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,二甲基亚砜为溶剂溶液聚合制得聚丙烯腈。然后超声共混蒸发溶剂后得到了纳米Ti02与聚丙烯腈复合材料。分别在空气条件下采用热处理和光热处理方式对纳米TiO2/PAN复合材料进行预氧化处理得... 详细信息

本文采用丙烯腈作为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,二甲基亚砜为溶剂溶液聚合制得聚丙烯腈。然后超声共混蒸发溶剂后得到了纳米Ti02与聚丙烯腈复合材料。分别在空气条件下采用热处理和光热处理方式对纳米TiO2/PAN复合材料进行预氧化处理得到了纳米TiO2/POPAN复合材料。通过红外光谱的峰强度变化计算材料中PAN的环化率,考察了热处理时间及热处理温度对预氧化PAN环化率的影响。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTA)、红外光谱(FTIR).紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)等手段对纳米TiO2/POPAN复合材料进行表征测试。SEM结果表明Ti02在PAN中的分布比较均匀;XRD表明,预氧化后代表-C≡N在大分子中的晶面的16.5°处的衍射峰强度减小,PAN发生了预氧化环化反应,PAN的无序度增加;TG-DTA结果表明TiO2/PAN复合膜的环化反应需要比PAN高的温度,氧气环境中从室温到800℃的热处理变化中PAN先经过环化脱氢反应后发生氧化反应最终分解完全;FTIR结果表明预氧化后-C≡N基团的吸收峰强度减小,1590cm-1出现新的-C=N-基团吸收峰,在810cm-1处出现属于芳环-C=C-H的峰聚丙烯腈在预氧化过程中,发生了环化和脱氢反应形成具有芳环的结构。DRS结果表明TiO2/POPAN复合膜的可见光吸收强度高于纳米TiO2/PAN复合膜。纯热处理条件下和光热条件下,通过红外光谱的峰强度变化计算材料中PAN的环化率。随着处理时间的延长,预氧化温度的升高,PAN的相对环化率均增加。随着处理时间的延长和预氧化温度的增加,TiO2/POPAN复合膜的可见光吸收强度增加。在纯热处理中Ti02的存在抑制了PAN的预氧化过程,而在光热处理中Ti02的存在促进了PAN的预氧化过程。研究了不同处理条件下预氧化中环化反应动力学。热处理条件下PAN膜发生环化反应的反应级数约为3,环化反应的反应化能为81.2kJ/mol。TiO2/PAN复合膜在热处理条件下发生环化反应的反应级数约为4,环化反应的反应活化能是90.2kJ/mol。光热处理下PAN膜发生环化反应的反应级数约为2,反应化能为78.8kJ/mol。 TiO2/PAN复合膜在热处理条件下发生环化反应的反应级数约为3,反应活化能是72.2kJ/mol。

关键词：聚丙烯腈二氧化钛纳米复合材料热处理光热处理环化反应级数环化反应活化

a-Si:H/c-Si异质结太阳电池ITO薄膜研究

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a-Si:H/c-Si异质结太阳电池ITO薄膜研究

作者：屈庆源南昌大学

学位级别：硕士

a-Si:H/c-Si异质结太阳电池(HAC)因高效、工艺简单、温度系数低等优势,在光伏电力领域前景广阔。氧化铟锡(ITO)薄膜作为HAC太阳电池的窗口层,承担着光生载流子收集、传输及减少光反射的功能。本文结合产线ITO磁控溅射(业内习称PVD)制备... 详细信息

a-Si:H/c-Si异质结太阳电池(HAC)因高效、工艺简单、温度系数低等优势,在光伏电力领域前景广阔。氧化铟锡(ITO)薄膜作为HAC太阳电池的窗口层,承担着光生载流子收集、传输及减少光反射的功能。本文结合产线ITO磁控溅射(业内习称PVD)制备过程中的实际问题,对ITO工艺参数氧含量、氢含量进行调整优化研究;对ITO镀膜过程中的溅射损伤问题、载板影响等问题进行了实验研究;并从ITO的角度对HAC电池光热处理增效进行了分析。主要取得如下结果:1、氩氧气氛下,高功率镀ITO薄膜具有更优的透过和导电性能;通过调整氧气含量,2.0%时具有最优的光电性能(380-780nm平均透过率(T)接近90%,电阻率(ρ)4.29×10Ω·cm)。氩氧氢气氛下,3.0%氧含量时,掺氢使ITO薄膜ρ先下降后上升,T持续降低;4.0%氧含量时,掺氢会使ρ持续降低,T不断升高,获得较3.0%更高的迁移率(36.5cm/(V·s))和透过性(T(29)90%)。2、PVD生长ITO膜过程存在对前期CVD(化学气相沉积)生长的非晶硅薄膜的离子轰击损伤问题,使非晶硅薄膜钝化的硅片少子寿命严重下降;CVD与PVD过程共用载板会导致硅片钝化效果下降;CVD镀非晶硅层后,PVD镀ITO膜之前,硅片暴露大气会降低钝化效果,CVD-PVD连续镀膜可获得明显提高的更高的钝化性能。3、ITO薄膜光热处理后电学性能下降(电阻率上升、载流子浓度上升、迁移率下降)导致电池填充因子(FF)、短路电流密度(J)下降,HAC电池效率降低;分析显示,光照对于ITO的影响机理实际在于光照的加热作用,蓝光因其加热作用大于红光,因此在同等光强条件下,其影响甚于红光。

关键词： a-Si:H/c-Si异质结太阳电池 ITO薄膜溅射损伤光热处理