级联高效太阳能电池

1、高效太阳能电池高效太阳能电池目录 一、背景一、背景 二、原理优越性二、原理优越性 三、三、高效太阳能电池高效太阳能电池技术进展技术进展 四、产业化前景四、产业化前景 单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右，最高的达到24%，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。 多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约15%左右 。 从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能

2、价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。 单晶和多晶太阳能电池板都是采用单层结构， 高效级联电池采用多层结构，能更高效的吸收并转化太阳光能，光电转化效率可以高达30%以上。采用cainp2转化低能（长波）太阳光，采用ge转化高能（短波）太阳光，采用caas转化中波长太阳光。 我们研制的高效级联电池经我们研制的高效级联电池经国家信息产业部权威国家信息产业部权威部门检测部门检测，光电转化效率可以高达，光电转化效率可以高达30%以上以上高效级联电池原理高效太阳能电池采用多级电池级联方式，将太阳光谱各波段的太阳能高效太阳能电池采用多级电池级联方式，将太阳光谱各波段的太阳能充分吸收利用，实现了太阳能的高效利

3、用。充分吸收利用，实现了太阳能的高效利用。直接带隙；抗辐射好、耐温特性。理论效率直接带隙；抗辐射好、耐温特性。理论效率50%；已在空间领域大幅应用，已在空间领域大幅应用，效率逐年提高；效率逐年提高；地面初步应用成本逐年降低，地面初步应用成本逐年降低，具有产业化前景；具有产业化前景； spectrolab；us nrel关键技术 最早从1990年开始高效级联太阳能电池的研究工作 解决了的关键技术有 多节电池电流匹配技术 隧道节技术 电池结构外延生长技术 电池后工艺技术电池工艺流程xray,cv,sem电池wafermocvd外延测试光刻图形衬底清洗溅射薄膜裂片合金化封装完成效率35%(am1.5

4、)聚光条件下37%ag/au/ti p+ gaas co ontact layer mgf2/zns arcp alinp2 window 0.02m mm (zn) p=11017 cm-3p+ gainp2 emitter 0.15m mm (zn) p=21018 cm-3n gainp2 base 0.6m mm (se) n=11017 cm-3n+ gainp2 bsf layer 0.05m mm (se) n=31018cm-3n+ gaas tunnel layer 0.01m mm (se) n=1-31019cm-3p+ gaas tunnel layer 0.01m m

5、m (c) p=11020cm-3p+ algaas window 0.03m mm (zn) p=21018 cm-3p+ gaas emitter 0.5m mm (zn) p=2 21018 cm-3n gaas base 3.0m mm (se) n=3 31017cm-3n+ gaas bsf layer 0.8m mm (se) n=2 21018 cm-3gaas buffer 0.05m mmge subaugeni/ag电池结构参数gainp2/gaas/ge 级联电池的材料结构设计参数 gainp2/gaas/ge 级联电池的x射线衍射回摆曲线 32.5 32.6 32.7

6、 32.8 32.9 33.0 33.1 33.2 33.3 33.4 33.5400.0800.01.2k1.6k2.0k i n t e n s i t y ( l i n e a r a. u )o m e g a ( d e g r e e s )电池外延片应力分析图 288#样品的对数坐标下的x-射线衍射曲线32.732.832.9101001k10k100k288#intensity (cps)diffraction angle 图 288# 样品外延层（004）晶面倒易点二维图 图 gainp2/gaas/ge 级联电池的sims纵向分布曲线0510152025303540455

7、05510-1100101102103104105106107 g aas tunnel diode g e substrate g aas bottom cell g ainp2 top cellzncseznasg apinalalg aseg ag ei n t e n s i t y ( c / s )t i m e ( m i n ) 图.级联电池断面的扫描电镜照片空气 顶电池基区和 bsf层 gaas底电池基区bsf层 gaas隧道结,algaas窗口层gaas电池发射区 ge顶电池p区 已经研制的高效光伏电池样品已经研制的高效光伏电池样品 高效率30% 高抗辐射特性 耐高温特性优

8、 高机械性能 适合空间环境电池外延片电池号电池号voc（mv）isc（ma） vm（mv） im（ma） eff（%）ff083-022653.6427.42364.3409.229.260.849063-012642.3427.72297.9416.029.140.846082-122630.8428.52296.7415.229.060.846测试条件am0电池片聚光电池封装及冷却电池效率35%（am1.5）焊接工艺的优化，无气隙高传热系数电池温度小于70热沉上电池封装主动散热基片电池模组上热分布场模拟高效级联电池 高效太阳能电池可在空间环境应用（am0条件）；目前发达国家90%以上采用。 高效太阳能电池通过聚光方