文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
硅基薄膜太阳电池稳定性研究及光致衰退自动测试系统设计
姓名:卢鹏
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:杨瑞霞
20091101
河北工业大学硕士学位论文
硅基薄膜太阳电池稳定性研究及光致衰退自动测试系统设计
摘要
提高硅基薄膜太阳电池的稳定性与提高其初始性能同等重要,已引起了人们的广泛关
注。稳定性问题制约着硅基薄膜太阳电池的进一步发展。本文主要以微晶硅薄膜太阳电池
为研究对象,设计并搭建了光致衰退自动测试系统。主要完成了以下工作:
光致衰退自动测试系统由测试平台、测控电路以及 PC 机运行的测试软件组成。测试
平台采用循环冷却水和风机共同对其温度进行控制,保证在光致衰退实验过程中温度基本
恒定;用 G 语言和 SCPI(可编程仪器标准命令)在 TestPoint 软件开发平台进行了系统界
面和测试程序的开发; 用 Model 2420、Model7001 及相应的电路通过 IEEE488 总线组成测
试电路。
本文制备了 n-i-p 和 p-i-n 两种类型的单节微晶硅薄膜太阳电池,其中以不锈钢为衬底
的 n-i-p 电池样品具有不同结构的 n 层,用不同方法制备得到了不同结构 p 层或 i 层的 p-i-n
电池样品。对这些电池样品在 100mW/cm2 的光下进行光照实验,对其衰退工程中
的 I-V 特性参数进行实时监测,分析并比较了光照前后电池样品的 QE 及光暗态 J-V 特性,
对光致衰退后的电池进行退火实验,比较了电池退火后性能的恢复程度。本文还考虑了相
同光强不同波长范围的光照情况,研究了该情况下微晶硅电池稳定性,结果发现红光下电
池衰退的程度最小,蓝光照射能增强电池的光致衰退。讨论了影响微晶硅电池光致衰退的
主要原因,并对结论作出了相应的解释。
同时,本文对 n-i-p 及 p-i-n 非晶/微晶叠层电池的光致衰退进行了研究,通过对比和分
析顶电池、底电池及整体电池的光致衰退情况,指出叠层电池的衰退主要来自非晶硅顶电
池。

关键字:微晶硅太阳电池,非晶/微晶叠层电池,测试系统,光致衰退,稳定性

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硅基薄膜太阳电池稳定性研究及光致衰退自动测试系统设计
STUDY ON THE STABILITY OF SILICON THIN FILM
SOLAR CELLS AND DESIGN FOR LIGHT-INDUCED
DEGRADATION AUTO-MEASUREMENT SYSTEM
ABSTRACT
Improving the stability of silicon thin film solar cell is important as improving it’s the initial
performance, which has aroused the attentions of public abroad. The stability has been limiting
the further development of silicon thin film solar cells. In this paper, microcrystalline silicon thin
film solar cells were the main subject investigated, also designed and built up the light-induced
degradation auto-measurement system. We have mainly done such works below:
Light-induced degradation auto-measurement system posed of test platform,
measurement and control circuits as well as the test software on PC. The temperature of test
platform is controlled both by circulating cooling water and fans, which guarantees the
temperature almost constant during the process of light-induced degradation experiment; the
system in