硅基太陽能電池高低溫交變應(yīng)力失效機(jī)理及表征方法研究

【摘要】：隨著人類社會(huì)越來越快的發(fā)展,人們亟需可代替化石燃料的新能源,即太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、水能等。這些能源中,大部分都是來源于太陽能,并且由于太陽能取之不盡、用之不竭,在使用過程中無污染等特點(diǎn),在這些新能源中占據(jù)著舉足輕重的地位。對(duì)太陽能的利用主要有三種形式:光化學(xué)轉(zhuǎn)換、光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換,其中,光電轉(zhuǎn)換是使用太陽能電池來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)階段,對(duì)太陽能電池的研究主要集中在兩個(gè)方面,一是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率并降低成本,二是研究太陽能電池的質(zhì)量并進(jìn)行可靠性的分析,提高可靠性表征方法的靈敏度及準(zhǔn)確性。我們主要關(guān)注太陽能電池的可靠性分析。目前,對(duì)太陽能電池可靠性的表征方法有很多,如通過測量太陽能電池的I-V特性,提取各種電學(xué)參量;用光學(xué)顯微鏡與掃描電子顯微鏡直接觀察太陽能電池的缺陷;用場致發(fā)光研究太陽能電池反向擊穿特性等等。但是這些方法對(duì)太陽能電池材料和結(jié)構(gòu)的缺陷的靈敏度不夠,測量方法復(fù)雜,對(duì)參數(shù)的提取方法不相同時(shí)結(jié)果差異較大。噪聲作為太陽能電池質(zhì)量和可靠性評(píng)估的一種工具,其有效性與靈敏性已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)可,并且由于其無損的特性,噪聲受到越來越多的研究者的重視。通過分析太陽能電池內(nèi)部的缺陷及這些缺陷產(chǎn)生的噪聲,就可以得到太陽能電池內(nèi)部更多的可靠性信息。本文首先綜述了太陽能電池的電學(xué)特性與噪聲特性,在分析了高低溫交變應(yīng)力下硅基太陽能電池的失效模式與失效機(jī)理的基礎(chǔ)上,制定了硅基太陽能電池高低溫交變的實(shí)驗(yàn)方案,包括實(shí)驗(yàn)樣品的選擇、高低溫交變應(yīng)力實(shí)驗(yàn)條件的選擇與實(shí)驗(yàn)過程的說明,同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室已有的設(shè)備提出了噪聲測試方法。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,說明了噪聲表征太陽能電池可靠性的有效性與靈敏性。得到了太陽能電池噪聲與各種參量的相互關(guān)系,即初始1/f噪聲與壽命的變化正相關(guān),與效率的變化反相關(guān),與串聯(lián)電阻的變化反相關(guān)和與并聯(lián)電阻的變化正相關(guān)。最后,在載流子數(shù)漲落和遷移率漲落的1/f噪聲模型基礎(chǔ)上建立了太陽能電池1/f噪聲的統(tǒng)一模型,并對(duì)太陽能電池噪聲與各種參量的關(guān)系進(jìn)行了理論分析。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 可靠性 噪聲 高低溫交變應(yīng)力 失效分析
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM914.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-14
• 縮略語對(duì)照表14-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 研究背景17-19
• 1.2 研究目的與意義19-21
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)21-23
• 第二章 硅基太陽能電池的電學(xué)特性與噪聲特性23-37
• 2.1 硅基太陽能電池的電流-電壓關(guān)系23-27
• 2.2 硅基太陽能電池中的噪聲27-34
• 2.2.1 1/f噪聲28-32
• 2.2.2 其他噪聲32-34
• 2.3 太陽能電池的性能參數(shù)34-37
• 2.3.1 太陽能電池的電學(xué)參數(shù)34-36
• 2.3.2 太陽能電池的噪聲參數(shù)36-37
• 第三章 高低溫交變應(yīng)力下硅基太陽能電池的失效模式與失效機(jī)理37-47
• 3.1 玻璃損壞38-39
• 3.2 光學(xué)退化39-40
• 3.3 柵線與防反射層的氧化40-41
• 3.4 電池退化41-42
• 3.5 失配電池42-44
• 3.6 分層44-45
• 3.7 光誘導(dǎo)退化45
• 3.8 溫度誘導(dǎo)退化45-47
• 第四章 硅基太陽能電池高低溫交變應(yīng)力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)47-57
• 4.1 太陽能電池樣品的選擇47-49
• 4.1.1 BPW3447-48
• 4.1.2 2DU648-49
• 4.2 高低溫交變應(yīng)力實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)過程49
• 4.3 測試系統(tǒng)49-57
• 4.3.1 電學(xué)測試系統(tǒng)50
• 4.3.2 噪聲測試系統(tǒng)50-55
• 4.3.3 電學(xué)測試與噪聲測試的測試過程55-57
• 第五章 硅基太陽能電池高低溫交變應(yīng)力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析57-71
• 5.1 硅基太陽能電池高低溫交變應(yīng)力實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-59
• 5.2 高低溫交變應(yīng)力實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析59-66
• 5.2.1 噪聲參量作為太陽能電池質(zhì)量表征的有效性59-61
• 5.2.2 噪聲參量與電學(xué)參量靈敏度的比較61
• 5.2.3 太陽能電池使用壽命與初始噪聲的關(guān)系61-63
• 5.2.4 太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率與初始噪聲的關(guān)系63-64
• 5.2.5 太陽能電池串聯(lián)電阻變化率與初始噪聲的關(guān)系64-65
• 5.2.6 太陽能電池并聯(lián)電阻變化率與初始噪聲的關(guān)系65-66
• 5.2.7 小結(jié)66
• 5.3 太陽能電池的 1/f噪聲的統(tǒng)一模型與對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析66-71
• 5.3.1 統(tǒng)一模型的建立66-68
• 5.3.2 統(tǒng)一模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析68-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 本文工作總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 作者簡介79-80

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

高溫下機(jī)械零件受持久交變應(yīng)力時(shí)的疲勞研究    王振成;劉愛榮;王欣;

交變應(yīng)力裂紋分析和看法    劉會(huì)山

Cu／Ni多層膜中交變應(yīng)力場對(duì)可動(dòng)位錯(cuò)的制約    程?hào)|;嚴(yán)志軍;嚴(yán)立;

復(fù)合交變應(yīng)力條件下的導(dǎo)線疲勞試驗(yàn)方法    王景朝,徐乃管

動(dòng)力往復(fù)泵主軸失效探討    董兵華;

    

硅基太陽能電池高低溫交變應(yīng)力失效機(jī)理及表征方法研究    張少濤