非摻雜異質結晶矽太陽電池

2021-01-21 上海交通大學新聞網

主講人簡介：

高平奇，教授，中山大學材料學院，紅外材料與太陽電池課題組。本科及博士均畢業於蘭州大學物理系，在新加坡南洋理工大學微電子中心連續從事4年多研究工作，回國後曾任中船重工下屬光伏公司副總工程師，2013-2018年在中國科學院寧波材料技術與工程研究所任副研究員/研究員，2018年10月加入中山大學材料學院，長期從事半導體材料與器件、可再生能源領域研發。共發表SCI論文近100篇，在Adv. Mater.、Nano Lett.、Adv. Energy Mater.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.等期刊以第一及通訊作者發表IF>10的論文17篇。申請專利61項（已授權17項）。主持國家自然科學基金面上和青年項目、省傑出青年基金、殼牌石油前瞻研究項目等，參與科技部重點研發計劃、中科院裝備研製等。當前主要研究方向為：高效低成本異質結太陽電池、紅外及太赫茲光電材料與器件。

內容簡介：

光伏科學界和工業界致力於簡化器件結構和製造工藝的研發，以期通過技術創新推進生產成本的快速下降，帶動可再生能源全鏈條突破，加速以低碳和綠色為主題的世界能源及環保發展趨勢。為此，團隊針對主流高溫擴散太陽電池高能耗、高載流子複合的缺點，以及晶矽異質結電池過度依賴易燃有毒摻雜氣體和化學氣相沉積設備的困境，並考慮到硬質電池作為電源在臨近空間飛行器等戰略性應用方面的明顯不足這三方面，深入開展非摻雜異質結超薄晶矽太陽電池研究，尋求可低溫製備、光電性能易調控的PEDOT:PSS、MoOx (x<3)、TiOx、ZnO、MgOx、SiOx/Mg等功能材料，與矽片構建電荷選擇性傳輸/非摻雜型異質結，降低由寄生吸收及摻雜造成的光電損失，進一步圍繞界面能帶調控和隧穿鈍化，實現綠色簡易製程（溶液法或蒸鍍法）和柔性化集成解決方案，提高晶矽電池能效。本報告將給出多種界面結構的接觸電阻和鈍化效果，匯報通過功能材料的選擇和改性、隧穿鈍化/功函數調控的組合設計優化電荷選擇性傳輸比，實現從8%到20.6%效率提升的研究歷程，並嘗試探討非摻雜高效晶矽太陽電池的發展空間。

相關焦點

  • 寧波材料所等改善非摻雜異質結型晶矽太陽電池界面性能
    為了探索經濟和環境可持續的方式滿足上述巨量需求，光伏科學界與工業界近年來致力於低成本器件製造工藝、高轉換效率太陽電池技術的研發。矽基雜化異質結太陽電池主要由單晶矽吸收層和載流子選擇性功能層（如氧化鉬、PEDOT:PSS、碳納米管薄膜、石墨烯等）組成，通過異質界面能帶設計來實現光生載流子的分離。
  • 異質結分子摻雜有機太陽能電池工作機理闡明
    記者27日從西安交通大學獲悉，該校金屬材料強度國家重點實驗室有機光電子材料及界面課題組提出了分子摻雜有機光伏器件中的活性層優化模型，揭示了摻雜劑在其中的作用機理並提出了一種可控的高效摻雜器件製備工藝。其相關研究成果以《異質結分子摻雜高效激子解離及長載流子壽命提升聚合物太陽能電池量子效率》為題，近日發表在美國化學會能源類旗艦期刊《美國化學會能源快報》上。有機太陽能電池的光生電荷過程包括光子吸收、激子解離、電荷傳輸與電荷收集四個基本步驟。目前針對這一光電轉化過程仍然缺少有效、直接的電學性能優化手段。
  • ...Energy 發表最新成果:免摻雜叉指式背接觸矽太陽電池的邊緣效應...
    叉指式背接觸太陽電池是一種實現最佳短路電流的有效結構，從而不斷逼近矽基太陽電池理論極限。免摻雜異質結技術通過採用空穴及電子傳輸層薄膜與晶體矽基片通過界面能帶調控直接構建異質結電池，免除了傳統pn結太陽電池中的高溫摻雜過程，具有工藝溫度低、製備方法簡單、材料體系廣、結深淺等優點，已成為近年來矽基太陽電池領域的一個研究熱點。
  • 同質結vs異質結?鈣鈦礦/矽疊層電池中底電池的選取
    北極星太陽能光伏網訊:當下，單結晶矽電池實驗室效率已突破26.6％，已逼近其理論效率極限；進一步提升效率難度較大。因此，人們將目光投向基於晶矽的疊層太陽電池，即用寬帶隙的頂電池與較窄帶隙的晶矽電池組成疊層電池，以有效提高太陽電池的效率。有機無機複合鈣鈦礦太陽電池可謂電池界的新星，短短十年內，其光電轉換效率已從最初的3.8%提高到了25.2%。
  • 松下HIT異質結太陽能電池對比背接觸電池的區別
    北極星太陽能光伏網訊:HIT太陽能電池的單元轉換效率能提高至多高?2011年9月的學會上發表了單元轉換效率達到23.7%的研究成果。目前最新的成果雖然還沒在學會上發表，不過已經提高到了23.9%。二者均是採用厚度只有約100μm的單元時的轉換效率。
  • 薄膜與多晶矽合成的「異質結型」太陽能電池板在日本鍾化大規模應用
    據悉，豐岡市此前已運轉了兩座光伏電站，均採用總部工廠位於該市的鐘化太陽能技術公司（Kaneka Solar-tech）製造的太陽能電池板。採用的是由薄膜非晶（非晶質）矽與多晶矽層積製成的電池板。此次的竹貫光伏電站採用輸出功率為245W的「異質結型」太陽能電池板。異質結型，是指將不同材料拼合製成的類型。
  • 第二屆異質結、鈣鈦礦與薄膜太陽電池論壇2020
    第二屆異質結、鈣鈦礦與薄膜太陽電池論壇2020 舉辦時間：2020-08-27 ~ 2020-08-28
  • 鈣鈦礦/同質結晶矽串聯疊層電池效率超22%
    矽基疊層電池技術一直都是量產商用電池實現30%甚至35%超高光電轉換效率的最重要的方向之一（如果不是唯一方向的話）。理論上講帶寬匹配、疊層界面匹配都沒什麼毛病；經濟上講晶體矽襯底沒有敵手。在之前的7月份，兔子介紹過鈣鈦礦/晶矽疊層電池技術方向的最新進展，也就是斯坦福和亞利桑那州立大學聯合報導的23.6%的鈣鈦礦/晶矽四埠疊層電池世界紀錄。
  • 異質結電池:下一代光伏電池技術方向
    異質結電池全稱為本徵薄膜異質結電池，同樣是基於光生伏特效應，只是P-N結是由非晶矽（a-Si）和晶體矽（c-Si）材料形成的（背面的高低結亦然）。異質結技術不僅具備優異的轉換效率，而且生產工藝步驟相對簡單。與需要10餘項流程的PERC+以及TOPCon相比，HJT工藝流程相當簡潔，首先，與常規電池處理一致，對機械切割後的矽片表面進行蝕刻、制絨處理。隨後，開始在矽片兩側沉積本徵非晶矽薄膜，然後再沉積極性相反的摻雜非晶矽薄膜。
  • 雷射摻雜選擇性發射極單晶矽太陽電池的工藝研究
    最後比較了雷射摻雜選擇性發射極太陽電池和傳統太陽電池的電性能及外量子效率。工藝優化後，雷射摻雜選擇性發射極太陽電池的轉換效率相比傳統太陽電池有0.24%的提升。引言提高太陽電池的光電轉換效率是提高行業競爭力的重要途徑。
  • 晶體矽異質結太陽電池或將成為下一代主流光伏電池
    相對於其他太陽能電池，HIT電池的優勢主要體現在：效率高、低光衰、溫度係數低、弱光響應高等。晶體矽異質結太陽電池（Heterojunctionwith Intrinsic Thin－layer，HIT）是利用非晶矽薄膜與單晶矽襯底異質結結構的太陽能電池，是一種可以低成本實現的高效晶體矽太陽能電池，該電池是以高壽命的n型矽為襯底，在經過制絨清洗的矽片正面依次沉積本徵非晶矽薄膜、p型非晶矽薄膜，從而形成p－n異質結。
  • AEnM:醋酸根離子摻雜製備高開壓CsPbI2Br太陽電池
    合適的離子摻雜可以有效控制鈣鈦礦薄膜的結晶過程、調節鈣鈦礦材料的能帶結構，鈍化鈣鈦礦晶體的缺陷， 最終實現鈣鈦礦電池光電轉換效率(PCE
  • > HJT電池的降本之路 - 異質結太陽能電池
    ，專業電池企業及二線企業在異質結技術的推進速度上明顯比頭部垂直一體化巨頭更快，這是「創新者的窘境」光伏版，還是巨頭企業的「明月照大江」，現在還不好下結論。山煤國際回答：2019年7月23日,公司籤署了《戰略合作框架協議》，擬投資建設10GW的異質結電池生產線項目。由於公司內部無異質結電池領域的專業經營...
  • 鈣鈦礦電池中添加了石墨烯 其轉化效率提高到26.3%
    騰暉曾研究石墨烯提高晶矽電池導電銀漿，正信光電特有的石墨烯塗層(納米技術)太陽能組件具有自清潔特性，亞瑪頓成立了專門的石墨烯研究院。最近，義大利研究人員在鈣鈦礦電池中的電子選擇層中添加了石墨烯，不僅提高化學穩定性，還將鈣鈦礦/晶矽異質結電池的轉化效率提高到26.3%。這種新型異質結電池兼具有薄膜鈣鈦礦生產工藝和矽基異質結電池的性能。
  • 光伏異質結電池專題報告:開啟光伏新一輪技術革命
    異質結電池在 1997年實現量產：20世紀 80-90年代，日本 Sanyo（目前已被松下收購）首次將本徵非 晶矽薄膜用於非晶矽/晶體矽異質結光伏電池，在 P型非晶矽和 N型單晶矽的 p-n異質結之間插入一 層本徵非晶矽薄膜（i-a-Si:H），有效降低了晶矽/非晶矽異質結表面的複合速率，同時補償了本徵非 晶矽層自身存在的懸掛鍵缺陷，
  • 光伏行業下一個風口顯現,上市公司競相布局N型異質結電池
    第一財經記者了解到，在行業中，根據基體矽片的摻雜種類，可將單晶矽太陽能電池細分為P型電池和N型電池，前者的基體材料摻雜磞的P型矽片，後者的基體材料摻雜磷形成的N型矽片。作為下世代光伏電池的發展，N型電池以較高發電效率、較高雙面率、較低功率衰減、較佳弱光發電等性能成為未來發展方向；而在各類N型電池中，異質結電池的潛力尤為突出。
  • 25.1%:驚奇異質結太陽能晶矽電池
    一個轉換效率為25.1%的異質結晶矽太陽能電池日前被其製造商在日本政府主辦的展示「新能源」技術創新的活動中展現。　　上周政府的新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）舉辦了一場為期三天的「匯報」，各公司帶來在截至四月的日本2015財年開發的創新產品。
  • 異質結構電池(HIT)概念總梳理!值得收藏哦!
    異質結構電池（HIT）：昨天異質結構電池新題材橫空出世，超前一步在早盤號盤前策略裡第一時間提醒新熱點，並在群裡再次提醒，大家也都第一時間進入了前排人氣股，晚間晚間全媒體一、異質結構電池（HIT）介紹異質結構電池（HIT）是未來光伏電池路線之一，目前是最被看好的下一代主流電池
  • 韓國研究鹼摻雜對錫石太陽電池填充因子的影響
    摘要：韓國的研究人員分析了鹼摻雜對錫石太陽電池填充因子的影響，並在優化了氟化鈉摻雜層的柔性金屬箔上製造了一種裝置。韓國光州科學技術研究所和Ewha女子大學的一組科學家試圖通過鹼摻雜來改善紅寶石太陽能電池的填充因子（FF）。目前填充因子是這種電池技術中僅次於開路電壓（VOC）缺陷的第二大參數缺陷。
  • 光伏行業深度研究之異質結電池專題報告
    HIT 電池性能優異，商業化節奏提速1.1 HIT：一種非晶矽與晶矽材料相結合的高效電池技術HIT 電池是以晶矽太陽能電池為襯底，以非晶矽薄膜為鈍化層的電池結構。HIT(異質結電池，Heterojunction with Intrinsic Thin layer)是一種在 P 型氫化非晶矽和 n 型氫化非晶矽與 n 型矽襯底之間增加一層非摻雜(本徵)氫化非晶矽薄膜的電池結構。