硅基纳米倒金字塔结构高效准全向太阳电池研究
发布时间：2021-06-07 05:41
纳米倒金字塔结构一直被视为一种至关重要的光学管理构造,以便于在各种器件中实现良好的性能表现,尤其是太阳电池应用方面,这主要是由于纳米倒金字塔结构保持相对低的表面积增加率的同时具有显著的减反射能力。然而,对于光伏产业中大规模太阳电池制造来说,目前制备纳米倒金字塔结构的途径非常复杂而且不够经济划算。在本文的研究中,我们通过金属银催化化学刻蚀和碱修饰的方法在单晶硅片上制备出可控的纳米倒金字塔结构,而该方法也是一种比较可取的全溶液处理方法。通过将纳米倒金字塔结构应用到单晶硅太阳电池上以及优化电池结构设计,我们成功地获得高效纳米倒金字塔结构太阳电池,最高效率达到了20.5%。更有意义的是,纳米倒金字塔结构被进一步证明在大约0°到60°的宽太阳光入射角范围内拥有准全向性质。另外,理论上的数值模拟显示出了该纳米倒金字塔结构能够为未来的超薄单晶硅太阳电池中提供陷光优势。因而,该可控方法制备出的纳米倒金字塔结构展现出极大的潜力去用作未来光伏产业中的电池表面结构。
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
016年度全球总发电量中预计可再生能源发电比例[1]
照射到地球上 1 个小时的能量满足全球一年的电力需求。从长期看，太阳能量取之不尽、用之不竭，充分利用太阳能是既能满足社会日益增长的能源需求，又能避免环境问题、保护绿色地球的重要途径和方向。充分利用太阳能并将其作为一种有效的能源形式运用于生产生活，涉及的是太阳能技术。从原理和技术角度看，太阳能技术可以分为光伏技术、光热技术两大类别，而其中最重要的就是光伏技术，这个也是光伏发电和光伏产业发展的基础。如图 1.1 所示，现在的太阳光伏发电产量在全球总发电量中的比例是 1.5%，而利用太阳能进行大规模、产业化光伏发电在 2006 后迅速发展，逐渐成为新能源领域的中流砥柱，也形成一个新兴能源市场。图 1.2 所示的是 2006 到 2016 年间全球不同国家地区太阳光伏电力装机容量的发展过程，整个发展态势呈现的近于指数化上升。数据分析表明，2016年度世界光伏电力总装机容量已经迅速增加到303GW的规模，而其中，中国太阳光伏电力装机容量自 2011 年度有统计数据后急速地攀升，逐渐
2016年全球光伏发电新增装机容量中仅仅中国就贡献了 46%的份额，可以预计未来中国光伏电力装机容量所占比例会不断增加，优势地位不断凸显。如图1.3所示，国际能源署（IEA）的 2017 年世界能源展望对比分析了 2010-2016 年间和 2017-2040 年间中国不同能源种类年平均净增长装机容量，表明从 2017 年开始中国将逐步摆脱以煤炭为主要的化石能源消耗，从而转向利用以太阳光伏电力为主的清洁能源，这是一个满足国内巨大能源需求，又能切实落实“美丽中国”发展理念的重要方向。图 1.3 中国不同能源种类年平均净增长装机容量[3]Fig. 1.3 China average annual net capacity additions (by type)[3]从上述分析中可以看出，太阳光伏发电已经成为中国发展和利用可在生能源的重要支点，光伏产业大格局已经在近几年初步形成，将会成为我国在未来长期一段时间内能源发展战略计划的重要、有机组成部分。推动太阳光伏发电技术发展进步离不开作为最基础单元的光伏器件——太阳电池，因而从学术角度来看，抑或是从产业技术角度看
本文编号：3215983
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
016年度全球总发电量中预计可再生能源发电比例[1]
照射到地球上 1 个小时的能量满足全球一年的电力需求。从长期看，太阳能量取之不尽、用之不竭，充分利用太阳能是既能满足社会日益增长的能源需求，又能避免环境问题、保护绿色地球的重要途径和方向。充分利用太阳能并将其作为一种有效的能源形式运用于生产生活，涉及的是太阳能技术。从原理和技术角度看，太阳能技术可以分为光伏技术、光热技术两大类别，而其中最重要的就是光伏技术，这个也是光伏发电和光伏产业发展的基础。如图 1.1 所示，现在的太阳光伏发电产量在全球总发电量中的比例是 1.5%，而利用太阳能进行大规模、产业化光伏发电在 2006 后迅速发展，逐渐成为新能源领域的中流砥柱，也形成一个新兴能源市场。图 1.2 所示的是 2006 到 2016 年间全球不同国家地区太阳光伏电力装机容量的发展过程，整个发展态势呈现的近于指数化上升。数据分析表明，2016年度世界光伏电力总装机容量已经迅速增加到303GW的规模，而其中，中国太阳光伏电力装机容量自 2011 年度有统计数据后急速地攀升，逐渐
2016年全球光伏发电新增装机容量中仅仅中国就贡献了 46%的份额，可以预计未来中国光伏电力装机容量所占比例会不断增加，优势地位不断凸显。如图1.3所示，国际能源署（IEA）的 2017 年世界能源展望对比分析了 2010-2016 年间和 2017-2040 年间中国不同能源种类年平均净增长装机容量，表明从 2017 年开始中国将逐步摆脱以煤炭为主要的化石能源消耗，从而转向利用以太阳光伏电力为主的清洁能源，这是一个满足国内巨大能源需求，又能切实落实“美丽中国”发展理念的重要方向。图 1.3 中国不同能源种类年平均净增长装机容量[3]Fig. 1.3 China average annual net capacity additions (by type)[3]从上述分析中可以看出，太阳光伏发电已经成为中国发展和利用可在生能源的重要支点，光伏产业大格局已经在近几年初步形成，将会成为我国在未来长期一段时间内能源发展战略计划的重要、有机组成部分。推动太阳光伏发电技术发展进步离不开作为最基础单元的光伏器件——太阳电池，因而从学术角度来看，抑或是从产业技术角度看
本文编号：3215983
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