超小绒面太阳电池的性能研究及光伏系统应用

【摘要】：随着目前煤炭、天然气、石油等资源的短缺,寻找可以代替并且无污染的清洁能源是人类可持续发展的首要任务。太阳能是目前全世界都在大力发展的绿色可再生能源。本论文将针对制备硅基超小绒面太阳电池的关键技术展开研究,并对当前中国目前光伏的发展现状进行分析。 在超小绒面太阳能电池的制备方面,通过对目前几种常规制绒方法的对比和分析,提出了利用新型TiO2半导体的光催化特性来诱导腐蚀制绒的新思路,并通过扫描电子显微镜(Scanning Electoron Microscope, SEM)、反射光谱测量等表征手段研究TiO2光诱导腐蚀硅表面的微观形貌结构,分析其表面反射率,得到比常规绒面更的低反射率超小绒面结构。最终将其应用于多晶硅太阳能电池的制绒工艺中,并研究TiO2诱导超小绒面对电池性能的影响。总结出,超低反射率的超小绒面太阳电池可以提高光的利用率,尤其是在中长波段,超小绒面太阳电池有着较高的外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)和内量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE),因此超小绒面在太阳电池的短路电流方面有着很大的优势。 鉴于超小绒面太阳电池大幅度的增加了太阳电池表面积,增大了太阳电池的表面复合,因此采用目前先进的钝化技术来优化该问题。基于TiO2光诱导制备超小绒面,进一步研究Al2O3+SiNx,与SiNx这两种不同的钝化方式对超小绒面太阳电池的表面钝化影响,最终将高陷光的绒面与拥有较好钝化效果的钝化层结合起来制备成太阳电池。得出采用先进的Al2O3钝化技术可以提高太阳电池的少子寿命,改善了表面复合。 综上所述TiO2光诱导制备超小绒面结合Al2O3钝化技术改善太阳电池的光学损失和复合损失,是提高太阳电池效率的有效手段。 【关键词】：超小绒面 太阳电池 TiO_2光催化 制绒 Al_2O_3钝化 光伏系统应用
【学位授予单位】：湖北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 中国光伏产业展望9-11
• 1.1.1 太阳能分布9-10
• 1.1.2 中国光伏产业现状10-11
• 1.2 太阳电池原理11-18
• 1.2.1 太阳电池基本原理12-15
• 1.2.2 太阳电池主要性能参数15-18
• 1.3 太阳电池效率损失的主要因素18-20
• 1.4 本课题主要内容20-21
• 本章小结21-22
• 2 太阳电池表面织构技术的发展22-28
• 2.1 化学腐蚀法23-24
• 2.2 机械刻槽24-25
• 2.3 反应离子刻蚀25-26
• 2.4 蜂窝绒面技术26
• 2.5 电化学腐蚀26
• 2.6 外延生长26-27
• 本章小结27-28
• 3 超小绒面制备方法与表面微观结构分析28-37
• 3.1 不同腐蚀液对绒面形貌的影响28-31
• 3.2 Ag离子诱导制备纳米柱31-33
• 3.3 TiO_2光诱导制绒33-35
• 本章小结35-37
• 4 超小绒面的减反特性与钝化37-50
• 4.1 纳米线阵列的减反特性38-42
• 4.2 不同腐蚀液所获得硅片表面反射率性能比较42-46
• 4.3 Al_2O_3钝化超小绒面的性能研究46-48
• 本章小结48-50
• 5 超小绒面太阳电池性能分析50-62
• 5.1 超小绒面电池太阳电池制备工艺50-51
• 5.2 不同陷光效果对电池产生的影响51-55
• 5.3 Al_2O_3钝化超小绒面太阳电池的性能研究55-60
• 5.4 超小绒面太阳电池发展展望60-61
• 本章小结61-62
• 6 太阳能系统应用62-71
• 6.1 光伏系统的组成和原理63-64
• 6.2 关键设备介绍64-68
• 6.2.1 光伏组件64-66
• 6.2.2 逆变器66-68
• 6.3 光伏设计方案68-70
• 6.3.1 光伏阵列设计方案68
• 6.3.2 光伏组件设计方案68-70
• 6.4 光伏系统损失70-71
• 本章小结71
• 7 总结71-73
• 参考文献73-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文78-79
• 致谢79

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