由于世界人口的迅速增長和生活水平的提高對能源的需求中的迅速增長,使得能源危機(jī)與環(huán)境污染等問題變得越來越尖銳�；茉吹娜找婵萁吆偷厍颦h(huán)境的逐年惡化,太陽能等清潔能源越來越引起人們的重視。其中太陽能發(fā)電主要方式是光伏發(fā)電。除氣候問題影響,制約光伏發(fā)電廣泛使用的主要原因是電池價格比較高昂。硅材料儲量豐富,無毒害,是光伏電池的主要原料。但光伏電池中所使用的晶體硅成本比較高昂。所以很多商家為降低成本盡量減小硅片的厚度這會直接影響光伏電池的效率。因此,在減少光伏電池制造成本的基礎(chǔ)上,同時提高電池的轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。本文針對光伏電池制備成本高、轉(zhuǎn)換效率低這一問題,提出一種新型納米線電池,具體研究內(nèi)容如下:（1）研究我國今年來光伏裝機(jī)情況,當(dāng)前我國光伏裝機(jī)總量位居世界第一。研究光伏納米線電池、光伏異質(zhì)結(jié)電池的研究現(xiàn)狀與前景。當(dāng)前異質(zhì)結(jié)平面電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)26.6%。（2）分析會影響光伏電池轉(zhuǎn)換效率的原因,光損失、串并聯(lián)電阻以及載流子復(fù)合等原因。可以通過增加減反層來減少光學(xué)損失,通過調(diào)整本征層厚度來控制串聯(lián)電阻的阻值,通過鈍化工藝減小載流子復(fù)合現(xiàn)象。（3）模擬分析不同材料對太陽光的吸收,將窄帶寬晶體硅... 

【文章來源】：上海電機(jī)學(xué)院上海市

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

011-2017年我國與全球光伏新增裝機(jī)Fig.1-1NewlyInstalledofPVinChinaandtotalfrom2011to2017

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文-2-圖1-12011-2017年我國與全球光伏新增裝機(jī)Fig.1-1NewlyInstalledofPVinChinaandtotalfrom2011to2017圖1-22011-2017年我國與全球光伏累計裝機(jī)Fig.1-2CumulativeinstalledcapacityofPVinChinaandtotalfrom2011to2017最近幾年我國光伏裝機(jī)快速增長。2017年，我國新增裝機(jī)53GW，占全球市場的52％，總裝機(jī)容量達(dá)到了130.42GW，約為全球總裝機(jī)的三分之一。隨著國家“光伏領(lǐng)跑者計劃”、“超級領(lǐng)跑者計劃”等政策的實施，我國在光伏產(chǎn)業(yè)上發(fā)展迅速。

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文-8-圖1-3HIT電池結(jié)構(gòu)示意圖[37]Fig.1-3HITbatterystructurediagramHIT電池簡單示意如上]圖1-3所示,電池選擇以n型單晶硅作為襯底，電池正面從上到下依次是金屬集電極、透明導(dǎo)電氧化物薄膜（TCO）、摻雜的p型非晶硅薄膜和本征非晶硅薄膜，其中pn異質(zhì)結(jié)由p型非晶硅和n型單晶硅構(gòu)成；電池背面從下到上依次是金屬集電極、TCO、摻雜的n型非晶硅薄膜和本征非晶硅薄膜。其中存在本征非晶硅薄膜層是此結(jié)構(gòu)中最為重要的一點。其以價格低廉的非晶硅作為發(fā)射層,其發(fā)射層是摻雜非晶硅材料,在對單晶硅進(jìn)行沉積制備時,只需要兩百攝氏度左右即可滿足制備溫度要求,而低溫工藝也降低了單晶硅襯底的界面損傷,并且存在本征層使界面鈍化性能更好。因此,HIT太陽能電池具有界面鈍化性能好、工藝溫度低、轉(zhuǎn)化效率高以及生產(chǎn)成本低的商業(yè)價值,得到了廣泛且快速的發(fā)展。通過使用本征非晶硅層作鈍化層,摻雜a-Si/c-Si異質(zhì)結(jié)界面的鈍化性能得到改善。雖然引入本征非晶硅層會導(dǎo)致組件串聯(lián)電阻的增加,引起填充因子降低,但優(yōu)異的界面鈍化可使組件獲得更大的Voc,總轉(zhuǎn)化效率得到提高[16]。近年來,國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)對制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,效率在不斷刷新紀(jì)錄。2011年三洋公司得到23％的轉(zhuǎn)換效率[17]。2014年松下公司（已并購三洋）得到24.7％的轉(zhuǎn)換效率[18]。2015年Kaneka公司繼續(xù)刷新紀(jì)錄得到25.1％的轉(zhuǎn)換效率，日前Kaneka公司HBC電池得到26.6％的轉(zhuǎn)換效率[19-20]。當(dāng)下在異質(zhì)結(jié)太陽電池的生產(chǎn)和研發(fā)領(lǐng)域，只有松下公司的異質(zhì)結(jié)電池做到了工業(yè)化，但是其具體的工藝制備過程和相關(guān)參數(shù)從未公開。除松下的其他研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)盡管對與異質(zhì)結(jié)光伏電池進(jìn)行了有力有效的科研開發(fā)，但是相比于松下的成果顯然存在一些差距，直至今日依舊沒有研究機(jī)構(gòu)可以重復(fù)或達(dá)到他們?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非晶硅/微晶硅疊層電池的模擬研究[J]. 張若云,黃仕華,何綠,郝亞非.  半導(dǎo)體光電. 2016(04)
[2]影響晶體硅太陽能電池片效率的因素分析及改善措施[J]. 張希堂,任明淑.  信息記錄材料. 2013(04)
[3]晶體硅太陽能電池少子壽命測試方法[J]. 周春蘭,王文靜.  中國測試技術(shù). 2007(06)

碩士論文
[1]垂直納米線結(jié)構(gòu)太陽能電池吸收層的設(shè)計與制備研究[D]. 劉玉瑩.長春理工大學(xué) 2019
[2]HIT太陽能電池各層對器件影響的研究[D]. 韓興.西安電子科技大學(xué) 2019
[3]a-Si/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制備與性能研究[D]. 楊秀鈺.華北電力大學(xué)(北京) 2019



本文編號：3555004