Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池研究进展IICu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池研究进展II.pdf

评论评论 Cu(In, Ga)Se 2 薄膜太阳电池研究进展( Ⅱ) 李长健，乔在祥，张 力 (接上期) 温度对太阳电池性能有重要影响。温度首先通过载流子 浓度、迁移率等参数影响材料的电阻率；其次是影响各层材料 的禁带宽度；太阳电池各个界面上的缺陷态也由于温度不同 而呈现不同的激发状态，从而影响器件性能。太阳电池性能参 数随温度的改变是上述各种影响的综合结果。图8[21]是一个 效率大于 18%的CIGS 薄膜太阳电池输出参数与温度的关系 模拟结果。可以看出，在320～240 K 范围内短路电流密度几 乎不随温度改变，开路电压、填充因子和光电转换效率均随温 度的升高而下降。 研究表明，CIGS 薄膜太阳电池具有相当好的抗辐照能 力。图9[22]给出在不同粒子流密度，不同能量的电子和质子辐 照下，CIGS 薄膜太阳电池输出参数的衰减情况。以辐照前的 电池参数为参考，该图纵轴表示辐照前后电池参数的衰减因 子。可以看出，对于 1～2 MeV 的电子辐照，在粒子流小于 1016 －2 16 17 －2 cm 时，电池参数无任何衰减。粒子流在 10 ～10 cm 时，开路电压有所衰减，只当粒子流大于1018 cm－2 时，短路电 流和填充因子才有所衰减。对于质子辐照，当粒子流密度为 1014 cm－2 时，电池各参数都有不同程度的衰减。与其它太阳电 池一样，CIGS 薄膜太阳电池的辐照损伤可以用真空退火方法 CIS 组件进行了8 年的户外测试，结果如图 10(b)所示。除了 1989— 1990 年更换模拟器时电池效率稍有变动以外，其他时 得到恢复。 间电池的平均效率基本不变甚至有所增加 [24] 。近来日本 多年户外试验表明CIGS 薄膜太阳电池及其光伏组件具 Showa Shell 公司对 11 kW 的CIGS 电池方阵进行了户外测 有非常优秀的稳定性。图10(a)为科罗拉多太阳能研究中心 (SERI)对CIS 组件的户外稳定性的研究结果。CIS 组件在户外 试。图10(c)是该方阵的实物图。从方阵中定期取出相同的组 条件下工作5 个月，电池的性能没有任何的衰减[23] 。为了进一 件在标准条件(25 ℃，AM1.5) 下测试，测试时间持续3 年，结 步验证CIGS 电池户外的长期稳定性，Siemens 太阳能公司对 果如图10(d)所示。结果表明CIGS 组件的效率没有发现任何 159 评论 2 薄膜工艺制备的 1 cm 面积太阳电池最高光电转换效率为 14.1%，10 cm×10 cm 面积电池组件最高光电转换效率达到 8.9% ；无Cd 缓冲层的ZnS/Cu(In,Ga)Se2 太阳电池最高光电转 换效率为 11.4%。在柔性CIGS 太阳电池方面，以0.05 mm 厚 度不锈钢为衬底的柔性太阳电池光电转换效率达到 10.6%； 聚酰亚胺衬底的柔性太阳电池光电转换效率达到9.2% 。电沉