半導體激光對硅太陽能電池的輻照效應研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的供能方式，利用合適波長和強度的激光對光伏電池供電能取得較高的轉化效率，但要避免因激光功率密度過高而造成的損傷。本文以此為背景，研究了較低功率密度半導體激光輻照下單晶硅太陽能電池的供電性能，以及較高功率密度激光對硅電池的損傷。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。結果表明，當激光平均功率密度約為0.55 W/cm2時，電池的最大輸出功率達到最大值，

2、但填充因子約為0.03 W/cm2激光輻照時的42％；當激光平均功率密度約為0.68 W/cm2時，短路電流Isc達到最大值，IV曲線則退化為斜線。用溫度和串聯(lián)電阻效應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電池的輻照效應。實驗發(fā)現(xiàn)，輻照時間取30s時，平均5 W/cm2的激光輻照雖然能在一定程度上導致電池表面形貌的變化，但不會引起電池輸出特性的明顯變化；平均功率密度超過5.5 W/cm2的激光

3、輻照將導致電池性能出現(xiàn)不可逆轉的衰退，且激光功率密度越高，衰退越嚴重。長時間輻照結果表明，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)輻照時電池性能基本穩(wěn)定。
　　3.測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。結果表明，對于本文所用的基于小光斑測量的開路電壓衰減法，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