非晶硅多结太阳能电池光谱响应检测技术研究

摘要

能源危机与环境污染是人类正面临的重大挑战，开发新能源和可再生清洁能源是21世纪最具决定影响的技术领域之一。此时太阳能应运而生，它是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，对环境无污染，使用安全等优点，但因其利用不方便，在开发和使用上都受到了一定的限制。电能是一种高品位能量，利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础，太阳能电池就是其重要转换手段之一，因此对太阳能的研究与开发也变的日益重要。 非晶硅薄膜太阳电池与晶硅太阳电池相比有如下优点，制作工艺简单；衬底温度低，耗材少；能沉积在廉价的衬底上，故成本低，能容易的应用集成工艺，进一步降低成本。 因此，非晶硅薄膜太阳电池是一种很有发展前景的太阳电池，应得到广泛的研究和应用。 本课题以双结非晶硅太阳电池（PX204A）作为研究对象，运用了包括滤光片、斩波器、双光源、三光栅单色仪、锁相放大器等组成的测试系统，进行光谱响应技术的研究。首先，掌握了双结非晶硅太阳电池特殊构造及其光谱响应特点，解决了在检测过程中出现的光偏置和电偏置等技术难题；第二，在检测中，研究了双结电池及其中的每个单结的光谱响应、I-V 特性、填充因子等的相关特性；最后，找到了光谱响应的最适测试条件，光源总辐照度为1kW/m2，测试时环境温度为25±2 ℃，光源光谱为总辐照下AM1.5 标准阳光光谱。得到了非晶硅双结太阳电池中每个单结在无偏置光，有蓝偏置光，在蓝偏置光下逐渐增加红光及在蓝、红双光偏置和电偏置同时作用的四种不同条件下的I-V 特性曲线，并得到了相应的双结I-V 特性曲线和最终的双结光谱响应曲线，完成了整体测试系统理论的建设，为今后对非晶硅太阳电池的研究具有重要的参考价值。