半導(dǎo)體激光對(duì)硅太陽(yáng)能電池的輻照效應(yīng)研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的供能方式，利用合適波長(zhǎng)和強(qiáng)度的激光對(duì)光伏電池供電能取得較高的轉(zhuǎn)化效率，但要避免因激光功率密度過(guò)高而造成的損傷。本文以此為背景，研究了較低功率密度半導(dǎo)體激光輻照下單晶硅太陽(yáng)能電池的供電性能，以及較高功率密度激光對(duì)硅電池的損傷。主要工作如下：
　　1.研究了較低平均功率密度激光（0.03-2.05 W/cm2）輻照下單晶硅電池的供電性能。結(jié)果表明，當(dāng)激光平均功率密度約為0.55 W/cm2時(shí)，電池的最大輸出功率達(dá)到最大值，

2、但填充因子約為0.03 W/cm2激光輻照時(shí)的42％；當(dāng)激光平均功率密度約為0.68 W/cm2時(shí)，短路電流Isc達(dá)到最大值，IV曲線則退化為斜線。用溫度和串聯(lián)電阻效應(yīng)解釋了短路電流隨激光功率密度的變化。
　　2.研究了較高平均功率密度的激光對(duì)電池的輻照效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輻照時(shí)間取30s時(shí)，平均5 W/cm2的激光輻照雖然能在一定程度上導(dǎo)致電池表面形貌的變化，但不會(huì)引起電池輸出特性的明顯變化；平均功率密度超過(guò)5.5 W/cm2的激光

3、輻照將導(dǎo)致電池性能出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的衰退，且激光功率密度越高，衰退越嚴(yán)重。長(zhǎng)時(shí)間輻照結(jié)果表明，電池性能的衰退程度主要取決于平衡溫度的高低；溫度平衡后，繼續(xù)輻照時(shí)電池性能基本穩(wěn)定。
　　3.測(cè)量了激光輻照損傷前后電池的少子壽命和電致發(fā)光圖像。結(jié)果表明，對(duì)于本文所用的基于小光斑測(cè)量的開(kāi)路電壓衰減法，同一塊電池不同區(qū)域的損傷表觀形貌雖然有明顯差異，但測(cè)得的少子壽命差別不大；平均功率密度為5 W/cm2的激光輻照30s后，硅電池的少子壽命明顯