深圳研究生院新材料学院在硅太阳能电池的机理
来源:世界卫生日网 发表于2019-07-12 10:17:23 编辑:李白
摘要: 太阳能是各种可再生动力中最重要的根本动力,太阳能光伏电池是把太阳辐射能转化成电能。太阳能电池品种繁复,晶体(单晶和多晶)硅太阳能电池现已

太阳能是各种可再生动力中最重要的根本动力,太阳能光伏电池是把太阳辐射能转化成电能。太阳能电池品种繁复,晶体(单晶和多晶)硅太阳能电池现已大规模使用,我国是全球最大的晶体硅太阳能电池制作和供货商,因为大多数的原资料和设备国产化,硅太阳能电池发电的本钱一直在下降,与煤发电的本钱有可比性。值得重视的是现在只要制备硅太阳能电池正面银栅线的银浆资料还被国外企业独占,导致银浆占硅太阳能电池的本钱一直在上升。因而深入研讨硅太阳能电池的机理,开发制备可以进步太阳能电池的功率和下降生产本钱的新式银栅线的新技术和新资料是全球具有挑战性的研发立异课题。

近来,北京大学深圳研讨生院新资料学院潘锋教授课题组将进步硅太阳能电池功率的机理研讨及开发新式银栅线的新技术和新资料作为重要的研讨方向,并作为所承当的广东省立异团队重大项目的中心使命之一。在进步硅太阳能电池功率的机理方面,研讨团队是世界上初次使用原子力显微镜的开尔文探针(Kelvin probe force microscope,KPFM)对晶体硅太阳能电池不同界面之间的表面电势进行勘探,发现了不同界面之间的表面电势改变与晶体硅太阳能电池转化功率之间的联系。这一发现使得团队对晶体硅太阳能电池的作业原理有了更深入的知道,对改进晶体硅太阳能电池功能、提高太阳能转化功率供给了重要的理论依据。相关研讨成果近期宣布在世界动力资料范畴尖端期刊Nano Energy(Nano Energy 36 (2019)303-312,影响因子IF=11.6)。该作业由潘锋教授辅导,2019级硕士生陈勇吉和博士后张明建一起完结。

样品制备以及开尔文探针力显微镜作业示意图

不同界面之间表面电势改变

玻璃粉作为制备硅太阳能电池银浆资料的重要成分,在其间起着刻蚀减反层氮化硅的效果,玻璃粉的成分直接联系着电池功能的好坏,传统含铅玻璃粉在高温烧结过程中,首要氧化铅与氮化硅发作刻蚀反响,跟着温度进一步升高,栅线中的银开端氧化溶解到玻璃熔体中进一步与氮化硅反响,反响复原出很多纳米颗粒在银/硅界面的玻璃层中。银纳米颗粒的密布程度直接影响着电池的功能。为了改进银/硅触摸,使得在界面玻璃层中可以得到愈加密布的银纳米颗粒,新式玻璃粉的开发显得尤为重要。近来,潘锋教授课题组在玻璃粉的研发方面取得了重要发展,开发取得了一种新式的掺银玻璃粉,形成了我国在这个范畴的自主的知识产权。该玻璃粉与传统玻璃粉比较有着愈加低的玻璃化改变点,有利于晶体硅电池的低温烧结;一起使用掺银玻璃粉,有着愈加密布的银纳米颗粒在银/硅界面玻璃层中,使得电池的触摸电阻大幅减小,功率进一步得到提高。相关研讨成果近期宣布在世界闻名期刊Chemical Communications(Nature Index的杂志之一,影响因子IF=6.567)宣布(DOI:10.1039/C7CC02838E),并申请了相关的发明专利。该作业由潘锋教授辅导,2019级硕士研讨生袁升完结。

传统玻璃粉与新式掺银玻璃粉在晶体硅电池烧结过程中的示意图

该作业得到了广东省立异团队、深圳孔雀方案等专项基金的一起支撑。

相关链接:

1. Yong-Ji Chen, Ming-Jian Zhang, Sheng Yuan, Yang Qiu, Xing-Bo Wang, Xing Jiang, Zhou Gao, Yuan Lin, Feng Pan*. Insight into interfaces and junction of polycrystalline silicon solar cells by kelvin probe force microscopy, Nano Energy 36 (2019):303-312.

2. Sheng Yuan, Yongji Chen, Zongwei Mei, Ming-Jian Zhang, Zhou Gao, Xingbo Wang, Xing Jiang and Feng Pan*, Novel Ag-doped glass frits for high-efficiency crystalline silicon solar cells, Chem. Commun.?2019, DOI: 110.1039/C7CC02838E.

修改:山石

 

深圳研究生院新材料学院在硅太阳能电池的机理和新材料方面获得重要发展

 

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