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学位论文]作者：
辛酉
材料科学与工程 南昌大学 2025(学位年度)
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为了提升半片n型隧穿氧化钝化接触(TOPCon)太阳电池的光电转换效率和光伏组件的输出功率,采用在半片n型TOPCon太阳电池切割面边缘钝化镀AlOx膜的方式,通过实验,系统研究了主栅和细栅的微观形貌、线高、线宽,量子效率,绕镀情况等因素对半片n型TOPCon太阳电池和光伏组件综合性能的影响.研究结果表明:1)边缘钝化镀AlOx膜后,半片n型TOPCon太阳电池的主栅和细栅无明显的磨损情况,线高和线宽均处于正常范围内.2)边缘钝化镀膜后,由不同功率档位的太阳电池切割成半片太阳电池后封装得到的n型TOPCon光伏组件的输出功率均有3 W以上的增益;开路电压和填充因子都有不同程度的提升,而短路电流的变化不大.3)边缘钝化镀膜后,半片n型TOPCon太阳电池的开路电压提升了0.659 mV,说明AlOx膜可以起到一定的钝化修复作用.4)在边缘钝化镀膜过程中,虽然有绕镀现象的产生,但其对太阳电池整体性能基本无影响.研究结果可为潜在的光伏产业转型升级提供技术参考,并开辟新的研究方向.
隧穿氧化钝化接触太阳电池边缘钝化AlOx膜半片技术光伏组件输出功率
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针对光伏电站组件覆尘清洗时机缺乏科学依据的问题,研制开发了一种采用双辐照仪结构和干式负压清洁技术的太阳电池组件覆尘监测仪,在光伏电站现场进行覆尘组件与清洁组件比测,能够准确监测灰尘造成的组件辐照入射损失量,进而结合光伏电站实际上网电价、清洗成本、组件使用年限等经济与技术参数,构建了融合多因子的最佳清洗时间动态经济分析模型,在此基础上实现光伏电站最佳清洗时间的判定.通过采用最佳清洗时间清洗光伏电站组件,可提升电站整体收益.
太阳电池组件光伏电站清洗覆尘监测最佳清洗时间
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针对太阳电池组件应用系统成本高、利用率低、相关理论支撑少的问题,采用 TRNSYS 和MATLAB软件分别仿真模拟了内蒙古包头地区太阳电池组件最优安装倾斜角度、各辐照量区间全年累计辐射量占比、不同光照辐射强度下阵列内阻的变化规律,并对仿真结果进行实验验证.结果表明:包头地区组件最优安装倾角为 45°,辐射强度区间 800～1000 W/m2 和600～800 W/m2 为主辐射区间,累计辐照总占比达 57.25%;当阵列模拟内阻值与测试负载阻值相同时,太阳能输出值最大达到29.5%,能够实现太阳电池组件高效低成本应用,同时表明仿真模拟方法和结果具有较高的准确性和可靠性;为在太阳能光电直接利用、太阳能建筑一体化等领域的工程应用提供理论设计方法和参考.
仿真模拟内阻最大功率点太阳能光电热水器工程应用
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三结砷化镓太阳电池以其卓越的光电转换效率,被空间卫星、无人机作为能量来源广泛应用.2020年国家将卫星互联网纳入新基建范畴,未来国内商业航天市场必将迎来爆发式增长,薄型空间太阳电池产能需求将急剧增长.空间太阳电池通常采用防护胶涂覆并粘接的形式实现在基板上的承载,组件防护胶涂覆工艺环节是造成裂片的重灾区.为提高防护胶涂覆的成功率和效率,进行了防护胶自动涂覆系统的研制,并进行了相关试验验证.与传统涂胶方式相比,自动涂胶工艺满足粘接抗剪切强度要求,热真空试验前后光照测试表明,所有电性能参数变化率小于1%,太阳电池外观良好,无新增裂片,对焊点外观进行观察,外观正常.
太阳电池点胶智能制造防护胶卫星
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反式钙钛矿太阳电池埋底界面的缺陷是制约太阳电池器件效率和稳定性的重要原因,使用有机小分子钝化界面可以有效减少界面的缺陷,降低载流子的非辐射复合.本文通过将一种钝化材料与自组装空穴传输材料结合,一步实现具有二维钙钛矿材料钝化的埋底界面,实现了效率的提升.最终,经埋底界面钝化,刮涂制备的钙钛矿太阳电池实现了21.42%的能量转换效率.同时,我们还制作了孔径面积为21.5 cm2的太阳能光伏组件,得到了21.02%的效率,并在封装后在85℃和85%湿度条件下稳定运行了近1 000 h,证明了该方法在大面积器件上的可拓展性和可靠性.
钙钛矿太阳电池埋底界面钝化自组装单层高效率
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隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳电池在成本及光电转换效率方面与其他硅基类太阳电池相比具有明显优势,是太阳电池领域发展的主要方向.首先详细梳理了TOPCon太阳电池及光伏组件生产过程中产生的废气种类,分析了各类废气产生的原因;然后阐述了目前光伏行业常用的废气处理方法,并列举了每种处理方法的优缺点;最后分析了当前废气处理技术难点,并对未来废气处理技术的发展趋势进行了展望.研究结果表明:按工程处理的方式,TOPCon太阳电池及光伏组件生产过程中产生的废气主要可归纳为4 大类,分别为等离子增强化学气相沉积(PECVD)废气、酸碱性废气、有机废气、固体粉尘.PECVD废气中的硅烷废气通常采用直燃式焚烧炉焚烧的处理方法,酸碱类废气通常采用两段式酸碱性废气净化塔进行酸碱综合回收处理,有机废气通常采用活性炭进行物理吸附处理,固体粉尘通常采用布袋除尘器进行过滤处理.未来废气处理技术将往更加高效环保、智能化、技术融合化及创新化3个方向发展.
隧穿氧化层钝化接触太阳电池光伏组件生产工艺酸碱性废气有机废气固体粉尘废气处理方法
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与整片光伏组件相比,半片光伏组件具有更高的输出功率和更优越的可靠性,但在对此类光伏组件进行电致发光(EL)检测时发现,其频繁出现太阳电池切割面EL图像发黑的问题.首先对PERC太阳电池结构及烧结工艺原理、EL成像原理进行介绍;然后通过实验对半片PERC光伏组件中太阳电池的背场和背电极搭接处的外观、银铝接触电阻和扫描电子显微镜(SEM)下的微观结构进行分析研究,以推断太阳电池切割面EL图像发黑的原因;然后对该原因开展验证实验,并由此提出针对太阳电池背场和背电极搭接处接触效果的改善措施,从而提升光伏组件的良率.研究结果表明:1)背场和背电极搭接处重叠位置存在明显撕裂空隙是导致半片PERC光伏组件中太阳电池切割面EL图像发黑的主要原因.银、铝经过高温膨胀发生融合反应,由于反应过度导致合金化程度较高,而冷却时银、铝的热膨胀系数不同,在降温时银铝浆会出现回缩现象,导致背场和背电极搭接处重叠位置撕裂,出现缝隙空洞,从而使银铝接触效果变差,银铝接触电阻数值严重偏大,电流传输异常,最终导致半片PERC太阳电池切割面的EL图像发黑.2)通过控制PERC太阳电池烧结工艺中烧结区的烧结温度峰值,可降低其背场和背电极搭接处的银铝接触电阻,改善该位置的接触效果,从而改善半片PERC太阳电池切割面EL图像发黑的情况,最终可提升半片PERC光伏组件的良率.
PERC光伏组件半片技术太阳电池切割面背场和背电极搭接处烧结温度银铝接触电致发光图像发黑
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会议论文]
孙强健
,2024 - 纳米光电材料与半导体器件发展论坛
高效Ⅲ-Ⅴ太阳电池为临近空间、商业卫星的能源系统提供重要保障，目前空间Ⅲ-Ⅴ能源系统对提高功率质量比和降低成本具有迫切的需求。柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池因抗辐照、质量功率比高、可弯曲、适应环境多样等特点，在航天领域、军事领域、甚至是民用市场备受关注。本报告着重研究柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池关键科学问题，分析低成本、高良率、高可靠制备柔性电池的关键技术。报告展示了研制的高效柔性多结太阳电池器件及性能分析，开发新型柔性封装大尺寸薄膜多结电池组件的技术路线，针对柔性太阳电池及组件的可靠性进行分析和预测等，最后探讨未来柔性砷化镓电池的产业化瓶颈与展望。
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JJF 2061-2023《一级标准光伏组件校准规范》中对于标准电池的使用、操作和维护介绍不够详尽.基于此,文章探讨了一级标准光伏组件校准中标准太阳电池的使用方法和要求.
一级标准光伏组件标准太阳电池组件校准光谱失配修正
