大力發(fā)展以太陽(yáng)能為主導(dǎo)的可再生能源,是解決能源危機(jī)、應(yīng)對(duì)氣候變化以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效舉措,同時(shí)也是人類(lèi)尋求可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。太陽(yáng)能電池能夠?qū)⑻?yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能,其轉(zhuǎn)換效率的突破與提升對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用有著積極的推動(dòng)作用。然而,由于材料固有的晶粒結(jié)構(gòu)以及制造過(guò)程中特定工藝等因素的影響所產(chǎn)生的缺陷點(diǎn),會(huì)降低太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率進(jìn)而造成整體性能的衰退。為了給太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)制造提供更多有價(jià)值的參考意見(jiàn),對(duì)缺陷點(diǎn)進(jìn)行深入透徹的研究是十分必要的。絕對(duì)電致發(fā)光（EL,Electroluminescence）成像技術(shù)能夠表征太陽(yáng)能電池的局部缺陷以及空間非均勻特性,二維分布式等效電路建模有助于深入理解太陽(yáng)能電池的電學(xué)性能,兩者的結(jié)合為缺陷點(diǎn)的研究提供了全新的思路。本文測(cè)試了Si、GaAs以及CIGS太陽(yáng)能電池在不同注入電流密度下的絕對(duì)EL圖像,利用HSPICE對(duì)太陽(yáng)能電池的二維分布式等效電路模型進(jìn)行了模擬仿真,研究了暗點(diǎn)缺陷與亮點(diǎn)缺陷處的EL強(qiáng)度隨注入電流密度的變化趨勢(shì),并從電學(xué)角度將這些缺陷點(diǎn)的起源歸結(jié)于不同的缺陷類(lèi)型�；诮^對(duì)電致發(fā)光成像與二維分布式等效電路建模,提出一種非破壞性的、可... 

【文章來(lái)源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

019年至2024年全球可再生能源產(chǎn)能增長(zhǎng)情況預(yù)測(cè)[1]

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文2新增產(chǎn)能的強(qiáng)勁反彈。報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)在2019年至2024年期間，全球可再生能源總裝機(jī)量將增長(zhǎng)50%，這新增的1200GW相當(dāng)于目前美國(guó)的總裝機(jī)量。而在眾多可再生能源當(dāng)中，僅太陽(yáng)能一項(xiàng)就占到了預(yù)期增長(zhǎng)的近60%。此外，全球光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量預(yù)計(jì)在2024年達(dá)到1.2TW，在預(yù)測(cè)期內(nèi)增長(zhǎng)了2.5倍，而中國(guó)占增長(zhǎng)總量的40%以上。成本的不斷削減以及全球各國(guó)大量支持性政策的出臺(tái)，必將使太陽(yáng)能在未來(lái)的世界能源格局中占據(jù)主導(dǎo)地位。圖1.12019年至2024年全球可再生能源產(chǎn)能增長(zhǎng)情況預(yù)測(cè)[1]圖1.2按國(guó)家/地區(qū)劃分的光伏產(chǎn)能增長(zhǎng)情況[1]光伏發(fā)電能夠?qū)⑻?yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能，是開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的關(guān)鍵技術(shù)。作為光伏發(fā)電的核心器件，太陽(yáng)能電池一直是眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。隨著

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3全球范圍內(nèi)的競(jìng)相研究，太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的記錄幾乎每年都在刷新提高[2]。盡管目前已有許多光伏材料實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，如晶體Si、單晶GaAs以及薄膜多晶Cu(In,Ga)Se2（CIGS）等，但由于材料固有的晶粒結(jié)構(gòu)以及制備過(guò)程中所采用的特定工藝[3-9]，在太陽(yáng)能電池中普遍存在缺陷點(diǎn)。這些局部缺陷點(diǎn)不僅會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的空間非均勻特性，而且會(huì)降低太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率[10-13]。除此之外，當(dāng)太陽(yáng)能電池被安置在戶(hù)外而長(zhǎng)期使用時(shí)，受溫度、濕度以及太陽(yáng)輻照等因素的影響，缺陷點(diǎn)還可能會(huì)進(jìn)一步惡化變差，從而造成太陽(yáng)能電池整體性能的衰退[14-17]。由此可見(jiàn)，缺陷點(diǎn)已成為通往太陽(yáng)能電池極限轉(zhuǎn)換效率道路上的絆腳石，其諸多不利影響不容忽視。圖1.3美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）最新公布的太陽(yáng)能電池最高轉(zhuǎn)換效率圖[18]太陽(yáng)能電池在生產(chǎn)制造過(guò)程中對(duì)缺陷點(diǎn)的控制，決定著其最終的性能與質(zhì)量[19,20]。通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行檢測(cè)分析，可以在樣品試驗(yàn)階段發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能電池存在的缺陷點(diǎn)，進(jìn)而通過(guò)改進(jìn)工藝或者修改設(shè)計(jì)來(lái)確保在大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)能夠減少缺陷點(diǎn)的引入。從物理學(xué)的角度來(lái)看，掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡以及能量色散X射線譜等顯微技術(shù)能夠很好地檢測(cè)出太陽(yáng)能電池中的缺陷點(diǎn)[21,22]。然而，從電學(xué)角度對(duì)太陽(yáng)能電池缺陷點(diǎn)進(jìn)行定量分析的研究尚未廣泛開(kāi)展。為了能夠給太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)和制造提供有指導(dǎo)意義的反饋性意見(jiàn)，提出一種簡(jiǎn)易快速、高效準(zhǔn)確的缺陷點(diǎn)分析方法是十分必要的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于電致發(fā)光和等效電路模型的GaAs太陽(yáng)能電池分析[D]. 陳騰飛.華東師范大學(xué) 2018
[2]利用電致發(fā)光檢測(cè)晶硅太陽(yáng)電池特性及電致發(fā)光法測(cè)定晶硅太陽(yáng)電池少子壽命[D]. 劉霄.上海交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3120065