分别使用掺镓和常规掺硼单晶硅片制备了太阳电池与组件, 对电池进行了光照和空焊处理, 再采用Halm电池电性能测试仪测试了两种单晶硅太阳电池和组件在光照和空焊实验前后的光电性能。实验结果表明, 在相同光照条件下, 采用掺镓单晶硅片所制太阳电池的光衰率比用掺硼单晶硅片的低0.91%。空焊后的掺镓单晶硅太阳电池各项光电性能参数的一致性没有出现明显变化, 这有利于减少太阳电池之间的失配损失。还发现掺镓单晶硅太阳电池组件的CTM(cell to module)值高于掺硼单晶硅太阳电池组件的CTM值。总之, 掺镓单晶硅太阳电池能更好地抑制光致衰减效应, 并减小串焊工艺对太阳电池光电性能的影响, 获得更高的太阳电池组件功率。

采用射频磁控溅射的方法, 用96at% SnO2/4at% Sb2O3陶瓷靶在玻璃表面制备了锑掺杂氧化锡(ATO)薄膜。研究了溅射功率、压强和后退火对薄膜近红外阻隔性能的影响, 并采用Uv-Vis-NIR透射光谱、霍尔效应测试仪、XRD和SEM等设备对薄膜的性能和结构进行了测试和分析。结果表明, 室温沉积的ATO薄膜近红外透光率较高, 但在氮气中退火后, 不同溅射压强和溅射功率下沉积的ATO薄膜的近红外透光率均显著降低。在氧含量为10%、压强为1.4Pa、溅射功率为200W时, 室温下沉积的ATO薄膜在氮气中500℃下退火1h后, 550nm处透光率由80.9%升高至85.8%, 2000nm处透光率由84.6%下降至23.0%。

正面金属化是制备单晶硅太阳电池中的重要工艺步骤，栅线质量对电池的电学性能起着关键的作用。通过探究不同栅线处理工艺对栅线宽度的影响，发现烧结过程中栅线会向两侧崩塌，从而增加电极的遮光率，结合表征手段对这一过程进行了分析和机理阐释。在对浆料类型、网版开口宽度、网版图案以及烧结峰值温度的研究中，发现浆料中的有机物含量会影响栅线在烧结过程中的稳定性，而合适的网版开口及图案设计能降低遮光面积和栅线高度起伏，从而显著提升电池的电学性能，制得了最高转换效率为22.54%的单晶硅PERC电池。可以预见，通过优选浆料和网版，可以进一步改善单晶PERC电池的电学性能，获得更高的光电转换效率。

采用银金属辅助化学腐蚀技术在多晶硅衬底上制备了黑硅绒面，通过能谱仪、扫描电子显微镜和反射率测试仪对所制备黑硅样品的表面银金属残留、形貌和光吸收进行了表征和分析。在此基础之上，通过扩散、腐蚀清洗、镀膜和印刷烧结测试等工序，将多晶黑硅样品制备成太阳电池片，并通过IV和EL测试仪对其光伏性能和电致发光特性进行了测量和分析。结果表明，与无银残留样品规则、均匀的圆形腐蚀坑绒面相比，黑硅制备过程中如果有银离子残留在表面，扩孔后的表面形貌呈现为方向杂乱和深浅不一的凹坑状形貌，且凹坑周围边界尖锐、形状不规则，制备成电池后转换效率偏低3.03%。

采用电子束蒸镀预制层, 再对预制层进行硒化的两步法工艺, 通过调节硒化温度和退火时间, 在玻璃基底上成功制备了SnSe薄膜。利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、紫外可见近红外分光光度计等研究了SnSe薄膜的物相、微观形貌和光学性能。结果表明, 在450℃下硒化退火60min可制备出纯相的多晶SnSe薄膜, 其带隙为0.93eV。在功率为200mW/cm2的980nm激光照射下, 对SnSe薄膜进行了光电响应特性测试, 通过曲线模拟得出所制薄膜的响应时间和恢复时间分别为62和80ms。

采用磁控溅射法制备了C掺杂TiO2薄膜, 并研究了氮气引入溅射过程对薄膜光学性能的影响。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、分光光度计和原子力显微镜分析了不同氮气流量下薄膜的微结构、元素价态、透光性能和表面形貌。结果表明, 沉积的薄膜主要是非晶结构, 拉曼光谱中存在少量锐钛矿相, 且随着氮气流量增大, 锐钛矿特征峰强度减弱, 意味着晶粒出现细化。当氮气流量增大为4cm3/min时, C掺杂TiO2薄膜内氮元素含量为3.54%, 其光学带隙从3.29eV变化至3.55eV, 可见光区的光学透过率明显提高。可见改变氮气流量可实现对C掺杂TiO2薄膜光学带隙和光吸收率的有效调控。

荧光碳点具有激发波长依赖的独特性质, 有望基于此制备检测溶液pH值的荧光探针。以柠檬酸和尿素为原料、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂, 采用一步溶剂热法在200 ℃下保温12 h制备了一种新型的具有橙-绿双波段荧光发射性能的水溶性碳点。采用透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等方法对荧光碳点的组成和形貌进行了表征, 还通过荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱对其光学性能进行了研究。结果表明, 制备的碳点粒径为2.7～4.3 nm, 表面带有大量含氧官能团, 具有良好的水分散性。在440 nm和540 nm波长光激发下分别呈现绿色(500 nm)和橙色 (590 nm)双波段荧光发射。合成的荧光碳点发光性能对pH值具有敏感性: 在强碱性溶液中, 590 nm的荧光强度比水溶液中提高了6.71倍, 同时吸收峰的蓝移使得自然光下其溶液颜色发生了明显改变, 具有强碱性指示剂的作用; 在pH值为2～6的酸性溶液中, 500 nm与590 nm发光峰强度比与pH值之间呈现良好的线性关系, 展现了作为pH值比率荧光探针的应用潜力。

铸造单晶硅太阳电池由于性价比高, 在晶硅太阳能市场占有越来越重要的地位。文章以B和Ga共掺杂的铸造单晶硅钝化发射和背面(PERC)电池为研究对象, 采用现有工业生产的电注入退火方法, 分别进行了260和180℃温度下的不同电注入条件退火处理和随后的光致衰减(LID)效应分析。分析表明: 经180℃的电注入退火处理, 电池效率的变化率为-0.64%, 经60kW·h的光照后, 电池效率比退火前降低了2.79%。而经过260℃的电注入退火处理后, 电池效率提高1.12%, 且经60kW·h的光照后, 电池效率比退火前仅下降1.96%。这些结果说明, 260℃的电注入退火条件更适用于铸造单晶硅电池的抗LID处理。

采用射频磁控溅射加硒化的两步法在超白玻璃衬底上生长SnSe2薄膜, 采用XRD、光学透过谱、Raman光谱、XPS和SEM等方法对薄膜进行性能表征。通过设置不同的硒化温度, 研究不同硒化温度对所得薄膜相结构、物相与组分、表面形貌等性能的影响。结果表明: 350℃, 40min硒化所得薄膜为片状晶粒, 光学带隙为1.46eV, 相结构和均匀性等性能在该硒化条件下均为最佳。