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主要薄膜光伏电池技术及制备工艺介绍技术及制备工艺介绍第一章薄膜光伏电池技术及进展概况简述一、全球要紧薄膜光伏电池技术简介图：薄膜光伏电池结构二、薄膜光伏电池进展概况（一）非晶硅薄膜电池的大规模应用堪忧中国有超过20 家非晶硅薄膜电池厂商，共约1.1GW 产能，其中800MW的转换效率为6%-7%，300MW 的转换效率高于8.5%，最高的转换效率能够达到9%-10%，生产成本为约0.8 美元/W。
假如非晶硅薄膜电池的转换效率为10％，组件的价格低于晶体硅电池的75％，才有竞争力。
随着今年晶硅电池成本的下降与转换效率的稳步提升，2010 年7月，美国应用材料公司(Applied Materials)宣布，停止向新客户销售其SunFab 系列整套非晶硅薄膜技术。
8 月，无锡尚德叫停旗下的非晶硅薄膜太阳能组件生产线的业务。
非晶硅薄膜电池要继续扩张市场份额，还需要突破其转换率低与衰减性等问题，建立市场信心。
另外，非晶硅薄膜电池在半透明BIPV 玻璃幕领域具有相对优势，但目前BIPV 仍面临透光度与转换效率的两难逆境，大规模应用尚未推行，非晶硅薄膜电池前景堪忧。
（二）CdTe薄膜电池难以成为国内企业的进展重点CdTd 薄膜电池方面，美国First Solar 一枝独秀。
First Solar 组件效率已达11％，成本降低到0.76 美元/W，在所有太阳电池中成本最低。
First Solar 今年产能约1.4GW,估计2011、2012 年分别达到2.1GW 、2.7GW。
在电池制造技术与装备制造，市场份额与规模效应方面，FirstSolar 已经占据了绝对优势，国内企业难以有较大进展，目前国内介入CdTe 电池的企业仅三家，且均未实现大规模量产。
另一方面，碲属于稀有元素，在地壳里仅占1x10-6 。
已探明储量14.9 万吨，该技术的未来进展空间受限。
估计CdTe 技术不可能成为我国企业进展薄膜电池的要紧方向。
直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应1简介二氧化钛（TiO2）是一种广泛应用于太阳能电池、光催化和水处理等领域的半导体材料。
为了提高其性能，制备高质量的TiO2薄膜是重要的研究方向之一。
直流反应磁控溅射法（DC Reactive Magnetron Sputtering）是一种制备高质量TiO2薄膜的有效方法。
本文将重点介绍二氧化钛薄膜使用该方法制备后的光响应性能。
2直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜直流反应磁控溅射法是一种常见的化学气相沉积方法，能够生长具有高结晶度、低缺陷密度和优异光学性能的TiO2薄膜。
其制备过程中，较稳定的Ti目标与氧气混合气体在反应腔室内相互作用，形成一层致密的TiO2薄膜。
通常，在300至400°C的温度下进行制备。
通过改变反应气氛中的含氧量和反应温度等条件，可以控制TiO2薄膜的结构和光学性能。
3二氧化钛薄膜的光响应性能二氧化钛薄膜在光学和光电学领域中具有广泛的应用。
在制备的二氧化钛薄膜中，晶体的晶格常数、晶体结构和晶体缺陷对其光学性能影响显著。
TiO2薄膜中纤锌矿型与金红石型之间的转变会影响其吸收能力和能带结构，因此会进一步影响薄膜的光电性能。
经过实验观察发现，通过直流反应磁控溅射法制备的TiO2薄膜具有良好的光响应性能。
在紫外可见光谱和X射线衍射图样分析中，可以明显观察到样品具有非常强的吸收能力，证明了制备出的薄膜具有良好的电导性和阳极化单元。
4结论综上所述，直流反应磁控溅射法是制备Titanium dioxide（TiO2）薄膜的一种有效方法。
经过该方法制备的TiO2薄膜具有良好的光响应性能。
未来的研究可以针对制备方法进行深入研究，以进一步提升TiO2薄膜的性能。
一种增加光吸收的非晶硅薄膜太阳能电池的设计沈宏君;张瑞;卢辉东【摘要】分别设计与优化了非晶薄膜太阳能电池的上表层和电池底部结构,采用严格耦合波方法(RCWA)数值计算了电池的光吸收.计算结果表明:在仅考虑TM偏振的情况下,优化后的增透膜与无增透膜相比,300～840 nm波长范围内的吸收平均提高了35％左右;优化后的背反射器与无背反射器相比,700～840 nm波长范围内的吸收平均提高了23％左右.该非晶硅薄膜太阳能电池结构在全角宽频范围内有较高吸收,可以提高太阳能电池的转化效率.%The front-surface and the bottom of amorphous silicon (a-Si) thin-film solar cell are designed respectively.Light absorption is calculated by using the rigorous coupled wave analysis (RCWA).In TM polarization,the absorption of solar cells with optimized AR coating can be increased by an average of 35％ compared with that without AR coating in the range of 300 ～ 840 nm.Furthermore,the absorption of solar cells with optimized back reflector can be increased by an average of 23％ compared with that without back reflector in the range of 700 ～ 840 nm.The amorphous silicon(a-Si) thin-film solar cell that we design has broadband and omnidirectional absorption,so that it can improve the conversion efficiency of solar cells.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2013(034)006【总页数】5页(P753-757)【关键词】增透膜;衍射光栅;光子晶体;吸收;太阳能电池【作者】沈宏君;张瑞;卢辉东【作者单位】宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川750021;宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川750021;宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】O4311 引言非晶硅薄膜太阳能电池能够降低成本，但光吸收效率随着电池吸收体变薄也随之降低。
太阳能电池的光谱响应与IQE1. 引言随着全球对可再生能源的需求日益增长，太阳能电池在能源领域的重要性也日益凸显。
作为一种清洁、无污染的能源转换方式，太阳能电池的研发和应用都受到了广泛的关注。
太阳能电池的光谱响应和IQE（内部量子效率）是评价其性能的重要参数，对于提高电池的能量转换效率具有关键作用。
本文将详细探讨太阳能电池的光谱响应与IQE的概念、原理及其应用。
1.1 太阳能电池的重要性太阳能电池作为一种将太阳能转换为电能的装置，对于解决全球能源需求、减少环境污染以及应对气候变化等问题具有重大意义。
此外，随着技术进步和规模经济效应的实现，太阳能电池的成本不断降低，使得这一清洁能源在经济上更具竞争力。
1.2 光谱响应与IQE的概念光谱响应是指太阳能电池对不同波长光的响应能力。
不同的太阳光谱分布对应不同的能量分布，因此光谱响应能力决定了太阳能电池在特定环境下的能量转换效率。
IQE，即内部量子效率，是衡量太阳能电池在特定波长光照射下产生电流能力的参数。
它反映了太阳能电池在特定波长范围内的光谱响应能力，是评价电池性能的关键指标。
2. 太阳能电池的光谱响应2.1 太阳光谱分布太阳作为一个高温、高压的恒星，其发出的光具有连续的能量分布。
太阳光谱包括了从紫外到红外的广泛波长范围，其中紫外和可见光的能量较高，而红外光的能量较低。
2.2 太阳能电池光谱响应原理太阳能电池主要利用半导体材料的光电效应来将太阳光转换为电能。
具体来说，当太阳光照射在半导体材料上时，材料中的电子吸收光能并跃迁到激发态，形成光生载流子。
这些载流子在外加电场的作用下定向移动，从而产生电流。
2.3 光谱响应与电池效率的关系光谱响应能力决定了太阳能电池在特定环境下的能量转换效率。
理想的光谱响应曲线应与太阳光谱分布相匹配，以便最大化对太阳光的利用率。
实际中，通过优化半导体材料的能带结构和缺陷态密度等参数，可以提高电池的光谱响应能力。
3. IQE在太阳能电池中的应用3.1 IQE定义及测量方法IQE是衡量太阳能电池性能的重要参数，它定义为在特定波长光照射下太阳能电池产生的电流与入射光强度的比值。
太阳能电池钙钛矿材料多光谱响应特性模拟与优化设计太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，是可再生能源的重要组成部分。
钙钛矿材料由于其高效率和低成本的特点，在太阳能电池领域引起了广泛关注。
多光谱响应特性模拟与优化设计是一项关键任务，旨在提高太阳能电池的光电转换效率。
钙钛矿太阳能电池的高效率来源于其材料的多光谱响应特性。
通常情况下，太阳光的能量在不同波长范围内具有不同的分布。
通过模拟和优化设计钙钛矿材料的多光谱响应特性，可以使其在更广泛的光谱范围内吸收太阳光，并将其转化为电能。
在进行多光谱响应特性模拟与优化设计之前，我们首先需要建立一个可靠的模型来描述钙钛矿材料的光电转换过程。
这个模型应该考虑到钙钛矿材料的电子结构、能带间距、载流子迁移率等关键因素，并能够准确地模拟其在多光谱光照下的行为。
一种常用的方法是使用密度泛函理论（DFT）进行第一性原理计算，从而获得钙钛矿材料的能带结构和光学特性。
DFT是一种基于量子力学的计算方法，能够准确地描述材料的电子结构和光学性质。
通过使用DFT计算得到的能带结构和光学特性，可以进一步模拟和优化设计钙钛矿材料的多光谱响应特性。
通过模拟软件如VASP、Quantum ESPRESSO等对钙钛矿材料进行DFT计算，我们可以得到关于能带结构和最高占据能带电子态密度、载流子迁移率等参数的信息。
这些参数可以用于理解钙钛矿材料的光学行为，并通过调整材料的结构或组成优化其多光谱响应特性。
模拟和优化设计的一个重要方向是改变钙钛矿材料的组成和结构。
例如，通过掺杂或合金化的方式，可以调节钙钛矿材料的禁带宽度，从而影响其对不同波长光的吸收能力。
此外，通过改变晶格结构或添加界面材料，可以进一步提高钙钛矿材料的光电转换效率。
除了材料的组成和结构之外，材料的制备工艺也对其多光谱响应特性有重要影响。
例如，通过调节沉积温度、沉积速率和气氛等因素，可以控制钙钛矿薄膜的晶粒尺寸和晶界密度，从而影响材料的载流子迁移率和光学性能。
收稿日期：２０２０－０５－０１基金项目：国家自然科学基金（５１９０５４７１）；陕西省教育厅项目（１８ＪＫ０９１２）；榆林学院科研启动基金（１７ＧＫ０９）作者简介：刘孝丽（１９８６－），女，陕西横山人，讲师，博士，主要从事激光与物质相互作用研究。
太阳能电池用空气球形结构光学薄膜抗反射效果的仿真研究刘孝丽１，周翼钒１，周利成１，张 桐１，张晓宇２（１．榆林学院能源工程学院，陕西榆林７１９０００；２．重庆文理学院重庆市高校新型储能器件及应用工程研究中心，重庆４０２１６０）摘 要：设计了一种双层球型反射膜，利用ＦＤＴＤ软件模拟了气泡的直径、占空比、分布周期对空气球形薄膜抗反射性能的影响规律。
利用波长为４４６ｎｍ～５９２ｎｍ平面光照射具有亚波长空气气泡结构的硅基底时，结果显示当单层空气球形结构的周期与气泡直径分别在１０８ｎｍ与１００ｎｍ附近时，设计的亚波长结构可以针对中心波长４５０ｎｍ光波段取得不错的抗反射效果，但是在所设计波段外并未发生反射率降低的现象。
选取双层空气球形结构的最上层气泡直径为１０８ｎｍ，第二层空气球形直径为１３７．５ｎｍ，结果表明在４４６ｎｍ～５２９ｎｍ波段内，双层球形结构薄膜的反射率低于０．０４，抗反射效果明显优于单层球形结构薄膜的抗反射效果，并且有明显的的角度不敏感性特点。
关键词：空气球形结构；光学薄膜；抗反射；双层膜结构中图分类号：Ｏ４３６．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８－３８７１（２０２０）０４－０００６－０６ＤＯＩ：１０．１６７５２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｙｌｕ．２０２０．０４．００２ 光学抗反射薄膜广泛应用于平面显示器、等离子电视、太阳能光伏玻璃表面以及光学成像系统等领域［１－２］。
普通裸硅太阳能电池的反射率大于３０％，入射到电池内部的光子数不足，光生载流子数目也随之减少，电池的光电转换效率不高［３］。
在电池表面制备抗反射涂层是减少电池表面反射光，提高太阳能电池的光电转换效率的有效途径［４］（如图１所示）。
