背接触硅太阳电池研究进展

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优化背接触式光伏电池

优化背接触式光伏电池

优化背接触式PV电池/模块设计的新方法摘要:本文介绍了一种用于优化背接触c-Si太阳能电池和模块设计的新方法,该方法业已展现了性能上的优势,而且还将能够更加容易地针对未来的要求,更大和更薄的电池、更容易地实现生产工具产能的扩大等进行调整。

本文介绍了一种用于优化背接触c-Si太阳能电池和模块设计的新方法,该方法业已展现了性能上的优势,而且还将能够更加容易地针对未来的要求,更大和更薄的电池、更容易地实现生产工具产能的扩大等进行调整。

晶体硅(c-Si)太阳能电池和模块是光伏(PV)产业的基础,说它是推进PV 产业发展的动力也未尝不可。

从直觉上判断,也许晶体硅并不是预期的适合于光伏能量转换的理想材料。

它具有一个间接带隙,这意味着它的光吸收能力相对较弱,因而需要采用厚(现今通常>140μm)基板来实现上佳的效率水平。

由于此类基板的成本较高,因此促使人们大规模开展面向PV的薄膜半导体和其他材料系统的研发活动。

然而,由于晶体硅也许是目前最为人所了解的PV工艺材料了,可以从电子行业借鉴大量的技术成果,从而导致c-Si作为一种PV材料的领先地位和独特优势。

结果是:晶体生成法被业界所广泛接受,而且掺杂物、杂质、晶体缺陷、吸气和钝化的作用和影响也都比较为世人所熟悉。

同样,有关硅加工的知识和信息也非常丰富。

例如:用于掺杂、退火、化学和物理汽相淀积、蚀刻、图形化和接触等众多生产工艺已可使用并日臻完善,包括形成了一个庞大的供应商群体。

此外,晶体硅PV产品还凭借其可靠性和耐用性以及出众的能量转换效率而赢得了极佳的口碑。

此外,晶体硅PV在连续降低成本方面创造了记录,而且,凭借其较高的效率,它将在这个规模庞大且技术多样化的产业中保持自身在市场上的强势地位。

在2007年销售的PV产品当中,大约89%采用的都是晶体硅材料。

正如本文下面重点阐述的那样,由于能够分享电子行业的大量技术成果,因而为运用晶体硅来实现新颖的太阳能技术改进提供了新一轮的发展良机。

硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景

硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景

硅基薄膜太阳电池的研究现状及前景摘要:本文着重介绍了非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池原理、制备方法,从材料、工艺与转换效率等方面讨论了它们的优势和不足之处,并提出改进方法。

同时介绍了国内外硅基薄膜太阳电池研究的进展,最后展望了薄膜太阳能电池的发展前景。

关键词:太阳能电池;薄膜电池;非晶硅;多晶硅;微晶硅;光伏建筑;最新进展1、研究现状太阳电池是目前主要的新能源技术之一,它利用半导体的光电效应将光能直接装换为电能。

目前太阳电池主要有传统的(第一代)单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟硒电池以及新型的(第二代)薄膜电池。

薄膜太阳电池可以使用其他材料当基板来制造,薄膜厚度仅需数μm,较传统太阳能电池大幅减少原料的用量。

目前光伏发电的成本与煤电的差距还是比较大,其中主要的一项就是原材料即的价格。

薄膜太阳电池消耗材料少,降低成本方面的巨大潜力。

薄膜太阳能电池的种类包括:非晶硅(a-Si)、多晶硅(poly-Si)、化合物半导体II-IV 族[CdS、CdTe(碲化镉)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell)、有机导电高分子(Organic/polymer solar cells) 、CIGS (铜铟硒化物)等。

如果要将太阳电池大规模应用为生活生产提供能源,那么必须选择地球上含量丰富,能大规模生产并且性能稳定的半导体材料,硅基薄膜电池的优越性由此凸显。

太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能,不需要消耗燃料和水等物质,释放包括二氧化碳在内的任何气体,是对环境无污染的可再生能源。

这对改善生态环境、缓解温室气体的有害作用具有重大意义。

因此太阳能电池有望成为2l世纪的重要新能源。

本文主要综述硅基薄膜太阳电池(包括多晶硅薄膜电池、非晶硅薄膜电池)的发展现状及并简要分析其发展前景。

2、非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池非晶硅太阳电池是上世纪70年代中期发展起来的一种薄膜太阳电池,它制备温度低,用材少,便于工业化生产,价格低廉,因而受到高度重视。

论太阳能电池用硅材料国内外现状和技术进展

论太阳能电池用硅材料国内外现状和技术进展

03
国内外硅材料的研究现状
国内硅材料的研究现状
研究机构:中科院、清华大学、 北京大学等
研究成果:新型硅材料、高效太 阳能电池等
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研究领域:硅材料的制备、性能 优化、应用研究等
技术进展:硅材料的制备技术、 性能优化技术等
国外硅材料的研究现状
国外硅材料研究 主要集中在美国、 欧洲和日本等发 达国家
高效率硅太阳能电池的发展趋势
提高光电转换效率:通过优化材 料、结构、工艺等手段,提高电 池的光电转换效率。
提高稳定性:通过优化电池结构、 提高电池的耐候性、耐热性等手 段,提高电池的使用寿命和稳定 性。
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降低成本:通过规模化生产、降 低原材料成本、提高生产效率等 手段,降低电池的生产成本。
生物医学: 硅材料在 生物医学 领域的应 用逐渐增 多,如材料在 环保领域 的应用逐 渐增多, 如太阳能 电池板、 空气净化 器等。
能源领域: 硅材料在 能源领域 的应用逐 渐增多, 如太阳能 电池板、 储能设备 等。
建筑领域: 硅材料在 建筑领域 的应用逐 渐增多, 如太阳能 屋顶、节 能玻璃等。
提高柔性化:通过开发柔性硅材 料、柔性电池结构等手段,提高 电池的柔性化程度,适应更多的 应用场景。
硅材料在其他领域的应用前景
太阳能电 池:硅材 料在太阳 能电池中 的应用已 经较为成 熟,未来 将继续保 持其主导 地位。
半导体: 硅材料在 半导体行 业中的应 用广泛, 未来将继 续保持其 重要地位。
06
结论和建议
对硅材料在太阳能电池中应用的结论
硅材料在太阳能电池中具有广泛的应用前景 国内外硅材料技术水平存在差距,需要加强研发和创新 硅材料在太阳能电池中的应用需要解决成本、效率和稳定性等问题 建议加强硅材料在太阳能电池中的应用研究和产业化推广

太阳能电池的研究进展

太阳能电池的研究进展

太阳能电池的研究进展太阳能电池是一种利用太阳能将光能转换为电能的设备,它是目前清洁能源领域的重要组成部分。

随着对可再生能源的需求逐渐增加,太阳能电池的研究也在不断取得进展。

本文将就太阳能电池的研究进展进行探讨。

在过去的几十年里,太阳能电池的技术不断得到改进和提升,从最初的硅基太阳能电池到现在的多种新型太阳能电池技术,太阳能电池的效率和稳定性都有了显著提升。

要介绍的是传统的硅基太阳能电池。

硅基太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能光伏电池,它们通常采用单晶硅或多晶硅材料制成。

这种太阳能电池的主要优点是成熟的制造工艺和相对较低的生产成本。

硅基太阳能电池的效率存在一定的限制,且制造工艺对环境影响较大,因此研究人员一直在寻求新的太阳能电池技术来提高太阳能光伏的效率和降低成本。

其中一种新型太阳能电池技术是薄膜太阳能电池。

薄膜太阳能电池采用非晶硅、铜铟镓硒(CIGS)或柔性有机材料等作为光伏材料,可以制成更轻薄灵活的太阳能电池板,降低了成本和提高了生产效率。

尤其是CIGS薄膜太阳能电池在转化效率和稳定性上有了长足的进步,已经开始逐渐商业化应用。

有机太阳能电池是另一种备受关注的新型太阳能电池技术。

有机太阳能电池利用有机分子作为光电转换材料,具有制造工艺简单、成本低廉、颜色可定制等优势。

尽管其效率目前仍不如硅基太阳能电池高,但有机太阳能电池具有广阔的应用前景,尤其在户外可穿戴设备和可定制电子产品上具有很大潜力。

除了上述的太阳能电池技术外,还有一些新型太阳能电池技术正在不断涌现。

钙钛矿太阳能电池是近年来备受瞩目的太阳能电池技术之一,它利用钙钛矿作为光伏材料,具有较高的光电转换效率和较低的制造成本。

钙钛矿太阳能电池具有较高的光热稳定性和制备工艺途径多样的特点,极大地拓展了太阳能电池应用的领域。

除了光伏电池技术的进步,太阳能电池储能技术也在不断取得重大突破。

由于气候变化带来的不稳定性,太阳能电池作为不间断的绿色能源供给方式,需要有相应的储能系统来解决夜晚或阴雨天气无法采集太阳能的问题。

【晶硅技术】MWT背接触晶体硅光伏技术概述

【晶硅技术】MWT背接触晶体硅光伏技术概述

【晶硅技术】MWT背接触晶体硅光伏技术概述摘要:为进一步大幅提高晶体硅太阳能电池和组件的性能,电池结构和封装方式的创新必不可少,而MWT背接触技术是其中最有代表性的一种适合产业化的创新技术。

本文概述了MWT背接触技术的发展历程和最新进展,阐述了其关键技术、工艺难点和技术优势,进一步展望其在不久的将来可能会逐步替代常规技术,成为未来产业化的发展方向。

1 引言目前主流的晶体硅太阳能电池和组件技术早在上个世纪90年代已经基本成熟,性能和转化效率的提高主要依赖于材料的改进和工艺细节的优化,进一步提高的空间已经越来越窄。

电池和组件结构的重大创新被越来越多的光伏研究机构和企业所关注,背面钝化(PERC)电池、异质结(HIT)电池和背接触式电池等新型结构的电池被认为是最有发展前景的几种技术[1-3],并逐步从实验室走向量产线。

目前晶体硅电池产品量产的转化效率记录一直被美国Sunpower公司的全背接触式(IBC)电池所保持,其电池和组件的量产转化效率分别达到22%和20%以上,但其生产工艺过于复杂,生产成本较常规产品高出50%以上,所以只适合应用在一些面积有限的高端项目上。

低成本的金属缠绕(MWT)背接触技术和发射极穿透(EWT)被越来越多的人所关注,其中MWT背接触技术发展更快,已经实现从实验室阶段向产线进行过渡,极具发展前景。

荷兰国家能源研究中心(ECN)、德国夫琅禾费太阳能研究所(FISE)及众多光伏企业都对MWT背接触技术进行了研究和开发,其技术路线和实现方法均有所差异,本文就其中主要的技术路线、实现方法和发展现状做出系统的介绍。

2 MWT背接触电池技术如图1所示,MWT背接触电池技术是采用激光打孔、背面布线的技术消除了正面电极的主栅线,正面电极细栅线搜集的电流通过孔洞中的银浆引到背面,这样电池的正负电极点都分布在电池片的背面,有效减少了正面栅线的遮光,提高了转化效率,同时降低了银浆的耗量和金属电极-发射极界面的少子复合损失。

太阳能电池的研究进展和发展趋势

太阳能电池的研究进展和发展趋势

太阳能电池的研究进展和发展趋势随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能电池作为一种高效、环保的能源转换技术受到了广泛关注。

近年来,以太阳能电池的研究进展迅速,不断推动着其发展趋势。

本文将从材料、结构和性能三个方面介绍以太阳能电池的最新研究进展,并展望其未来的发展趋势。

一、材料方面的研究进展太阳能电池的材料选择是影响其性能的关键因素之一。

近年来,科研人员在太阳能电池材料方面取得了许多突破性进展。

例如,传统的硅材料被发现有一定的局限性,而新型材料如钙钛矿材料具有较高的光吸收系数和较高的光电转化效率,成为研究的热点。

此外,有机太阳能电池的材料也得到了大量的研究,有望在柔性电子设备中得到广泛应用。

二、结构方面的研究进展除了材料的选择,太阳能电池的结构优化也是提高光电转化效率的关键。

目前,科研人员主要关注于提高光电转化效率和降低成本的问题。

为了提高光电转化效率,研究人员提出了许多新的结构设计,如多层次结构、纳米结构和异质结构等。

同时,通过优化电池的尺寸和形状,减小电池的光损耗和电阻损耗,也能够提高光电转化效率。

此外,为了降低成本,科研人员还在尝试使用低成本的材料和制备方法,并开发了一些新的制备工艺。

三、性能方面的研究进展太阳能电池的性能不仅取决于材料和结构,还与光电转化效率、稳定性和可持续性等因素有关。

近年来,科研人员在这些方面的研究也取得了一些突破。

例如,通过改善材料的电子传输和电荷分离效率,可以提高光电转化效率。

同时,研究人员还通过改进电池的稳定性和寿命,延长了太阳能电池的使用寿命。

此外,为了实现太阳能电池的可持续性发展,科研人员还致力于开发可回收和可再生的材料,以减少对环境的影响。

未来的发展趋势随着太阳能电池研究的不断深入,其发展趋势也变得更加明确。

首先,材料方面将更加注重低成本、高效率和可持续性。

钙钛矿材料和有机太阳能电池材料有望在未来得到广泛应用。

其次,结构方面将继续优化,以提高光电转化效率和降低成本。

太阳能电池的研究进展与应用前景

太阳能电池的研究进展与应用前景太阳能电池作为不污染环境的可再生能源,自问世以来一直备受关注。

它以光能转化为电能,能够为人类提供清洁、安全、长期的电力供应,并在可持续发展环境的基础上实现能源的保障。

随着科学技术的不断发展,太阳能电池的研究也在以惊人的速度进行着。

本文将对太阳能电池的研究进展和应用前景进行探讨,展现太阳能电池在当今社会中的重要性和发展趋势。

1. 太阳能电池的研究进展随着研究人员对于太阳能电池的关注和研究,太阳能电池的研究已经发展到第四代。

下面将依次介绍第一代到第四代太阳能电池的研究进展。

1.1 第一代太阳能电池第一代太阳能电池主要是硅太阳能电池。

1976年,美国洛克希德公司研制出商用的硅太阳能电池,其效率高于10%。

这大大地推动了太阳能电池的发展和广泛应用。

但是,硅太阳能电池的制作成本高,还存在功率密度低和稳定性弱的缺陷。

1.2 第二代太阳能电池第二代太阳能电池主要是薄膜太阳能电池。

它是一种将硅太阳能电池技术发展而来的新型光伏技术。

薄膜太阳能电池具有体积小、重量轻、柔韧性好等特点。

这使得薄膜太阳能电池可以被广泛应用于人造卫星、无人机等要求体积小、重量轻的设备。

但是,由于它的光吸收率较低,其效率一般在5%-10%之间。

1.3 第三代太阳能电池第三代太阳能电池是多晶太阳能电池和半导体散粒太阳能电池。

多晶太阳能电池使用多晶硅制成,其效率较高,但功率密度较低。

半导体散粒太阳能电池是一种小颗粒的半导体为光电转换器,其效率较高,但还需要进一步研究。

1.4 第四代太阳能电池第四代太阳能电池主要是有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池。

有机太阳能电池是利用有机聚合物进行制作,其成本低,重量轻,透明度高,但效率一般在5%左右。

钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿材料制成,其效率高达20%,而且制作成本不高。

但是,它还存在稳定性和耐久性的问题需要解决。

2. 太阳能电池的应用前景太阳能电池的应用前景广阔,已经被广泛应用于航空航天、能源供应、建筑智能自控等领域。

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