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物理学报 2025年第4期74卷 1-23页

作者：袁赫泽陈新亮梁柄权孙爱鑫王雪骄赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津市太阳能高效利用重点实验室光伏材料与电池全国重点实验室天津300350

在光伏技术快速发展的背景下,晶硅太阳电池作为主流的光伏器件,其性能的提升成为研究的热点.晶硅太阳电池包括硅异质结(SHJ)太阳电池、隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)太阳电池及钝化发射极和背面接触(PERC)太阳电池.晶硅太阳电池的表面钝... 详细信息

在光伏技术快速发展的背景下,晶硅太阳电池作为主流的光伏器件,其性能的提升成为研究的热点.晶硅太阳电池包括硅异质结(SHJ)太阳电池、隧穿氧化物钝化接触(TOPCon)太阳电池及钝化发射极和背面接触(PERC)太阳电池.晶硅太阳电池的表面钝化层作为提升电池性能的关键之一,其发展历程与晶硅太阳电池的发展紧密相连.然而,由于钝化层的复杂机制和实验研究的高要求,实现高质量的表面钝化面临挑战.本文综述了SHJ太阳电池、TOPCon和PERC太阳电池界面钝化技术的关键问题和研究进展,首先系统地回顾了SHJ太阳电池关键技术突破的研究进展,并讨论了生长条件对SHJ太阳电池钝化性能的影响以及掺杂层对本征层和钝化性能的影响作用;其次阐述了近5年来提升TOPCon和PERC太阳电池钝化性能的重要策略和研究成果;最后给出钝化层技术的发展趋势展望.将为晶硅太阳电池未来技术改进和性能提升提供参考.

关键词：晶硅太阳电池钝化层异质结非晶硅薄膜

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气刀辅助微槽辊涂法制备钙钛矿太阳电池的研究

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南开大学学报(自然科学版) 2025年第1期58卷 34-40页

作者：凌浩王棚李跃龙南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300350 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350 薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350

报告了一种在室内环境下用简单且低成本的气刀工艺辅助制备大面积宽带隙钙钛矿薄膜的微槽辊涂法.通过调节气流速度加速溶剂挥发使钙钛矿前驱液快速达到高过饱和度并充分快速结晶,最终制备的宽带隙(1.67 eV)钙钛矿太阳电池的最佳效率达到... 详细信息

报告了一种在室内环境下用简单且低成本的气刀工艺辅助制备大面积宽带隙钙钛矿薄膜的微槽辊涂法.通过调节气流速度加速溶剂挥发使钙钛矿前驱液快速达到高过饱和度并充分快速结晶,最终制备的宽带隙(1.67 eV)钙钛矿太阳电池的最佳效率达到了18.51%.此外,将微槽辊涂法制备的10 cm×10 cm钙钛矿薄膜平均切割成25块后制成钙钛矿太阳电池测得其平均效率达到17.46%,证明了气刀辅助微槽滚涂法制备大面积钙钛矿太阳电池的潜力.

关键词：微槽辊涂法气刀宽带隙钙钛矿太阳电池

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光伏电站航拍图像中组串级语义分割的人工智能算法

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计算机应用与软件 2025年第4期42卷 201-207页

作者：孟子尧许盛之王丽朝龚友康张晓丹赵颖南开大学电子信息与光学工程学院光电子薄膜器件与技术研究所天津300350 薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350

光伏电站组串分割任务需要对物体边缘进行精确识别,从而得到精确的位置信息。针对此需求该文设计scSE-Unet8模型,将挤压激励模块(scSE)引入U-Net模型并减少模型复杂度。在光伏电站航拍图像数据集上进行训练和验证。实验结果表明由于scS... 详细信息

光伏电站组串分割任务需要对物体边缘进行精确识别,从而得到精确的位置信息。针对此需求该文设计scSE-Unet8模型,将挤压激励模块(scSE)引入U-Net模型并减少模型复杂度。在光伏电站航拍图像数据集上进行训练和验证。实验结果表明由于scSE模块对空间和通道特征进行重新修正,强调了重要的边缘特征信息,因此相比于其他模型scSE-Unet8对组串边缘像素检测效果更好。模型经过交叉验证后测试集上的mIoU(平均交并比)为98.62%。最后使用边界信息提取算法处理scSE-Unet8的输出结果,消除原分割结果中少量的误检和漏检,获得像素级别的组串边界。

关键词：语义分割 U-Net 边界提取光伏发电智能运维

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基于多任务学习的多人无设备定位方法

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南开大学学报(自然科学版) 2025年第1期58卷 41-48页

作者：刘天蒙杨海效李旋吴虹南开大学电子信息与光学工程学院天津300350 光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350 光电子薄膜器件与技术研究所天津300350

无设备定位(device free localization,DFL)的研究多为单人定位.针对多人DFL研究少、精度低的问题,提出了一种基于ZigBee接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)与多任务学习的多人DFL方法.首先介绍了ZigBee无线... 详细信息

无设备定位(device free localization,DFL)的研究多为单人定位.针对多人DFL研究少、精度低的问题,提出了一种基于ZigBee接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)与多任务学习的多人DFL方法.首先介绍了ZigBee无线传感网络的搭建,并分析了ZigBee RSSI数据包的预处理方法,然后介绍了算法设计:使用基于多任务学习框架,构建以ZigBee RSSI为特征的神经网络,两个任务分别为人数预测与位置预测,通过在线阶段的实验验证,计算得到定位任务的分类准确率为97.68%.提供了一种多人DFL的创新思路,在较少网络参数量的情况下达到了较高的定位精度.

关键词：无设备定位深度学习 ZigBee

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溶液法铝诱导晶化制备多晶硅薄膜

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物理学报 2009年第9期58卷 6560-6565页

作者：罗翀孟志国王烁熊绍珍南开大学光电子器件与技术研究所天津300071

采用铝(Al)盐溶液作为诱导源进行了非晶硅晶化成多晶硅的研究.光学显微镜观测与Raman光谱分析表明,合适配比的铝盐溶液能够将非晶硅予以诱导晶化.采用剥层XPS测试分析,探究了Al盐溶液与硅表面可能的化学反应以及随之发生的硅-铝层交换... 详细信息

采用铝(Al)盐溶液作为诱导源进行了非晶硅晶化成多晶硅的研究.光学显微镜观测与Raman光谱分析表明,合适配比的铝盐溶液能够将非晶硅予以诱导晶化.采用剥层XPS测试分析,探究了Al盐溶液与硅表面可能的化学反应以及随之发生的硅-铝层交换的过程.最后对溶液法诱导晶化的机理进行了讨论.

关键词：铝诱导晶化多晶硅薄膜溶液法

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气体滞留时间对高速沉积的微晶硅薄膜性能的影响分析

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物理学报 2007年第5期56卷 2790-2795页

作者：郭群超耿新华孙建魏长春韩晓艳张晓丹赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所

实现高速沉积对于薄膜微晶硅太阳电池产业化降低成本是一个重要手段.采用超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,实现了微晶硅硅薄膜的高速沉积,并通过改变气体总流量改变气体滞留时间,考察了气体滞留时间在化学气相沉积(CVD)... 详细信息

实现高速沉积对于薄膜微晶硅太阳电池产业化降低成本是一个重要手段.采用超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,实现了微晶硅硅薄膜的高速沉积,并通过改变气体总流量改变气体滞留时间,考察了气体滞留时间在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率以及光电特性和结构特性的影响.采用沉积速率达到12/s的高速微晶硅工艺制备微晶硅电池,电池效率达到了5.3%.

关键词：气体滞留时间高速沉积微晶硅超高频等离子体增强化学气相沉积

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太阳电池用本征微晶硅材料的制备及其结构研究

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物理学报 2005年第10期54卷 4874-4878页

作者：张晓丹赵颖高艳涛朱锋魏长春孙建耿新华熊绍珍南开大学光电子薄膜器件与技术研究所

采用VHF-PECVD技术制备了系列不同硅烷浓度和反应气压的微晶硅薄膜.运用拉曼散射光谱和x射线衍射对制备的材料进行了结构分析.在实验研究的范围内,制备材料的晶化程度随硅烷浓度的增加而降低.XRD的测试结果表明制备的微晶硅材料均体现了... 详细信息

采用VHF-PECVD技术制备了系列不同硅烷浓度和反应气压的微晶硅薄膜.运用拉曼散射光谱和x射线衍射对制备的材料进行了结构分析.在实验研究的范围内,制备材料的晶化程度随硅烷浓度的增加而降低.XRD的测试结果表明制备的微晶硅材料均体现了(220)方向择优.应用在电池的有源层中,制备出了效率达7·1%的单结微晶硅太阳电池,电池的结构是glass/ZnO/p(μc-SiH)/i(μc-SiH)/n(a-SiH/Al),没有ZnO背反射电极,有源层的厚度仅为1·2μm.

关键词：本征微晶硅薄膜拉曼光谱 X射线衍射微晶硅薄膜硅太阳电池制备材料结构研究硅材料 PECVD技术本征

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非晶硅太阳电池BZO/p-a-SiC:H接触特性改善的研究

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物理学报 2013年第5期62卷 551-556页

作者：王利张晓丹杨旭魏长春张德坤王广才孙建赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-a-SiC)之间的非欧姆接触特性.通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H2/SiH4、硼掺杂比B2H6/SiH4)获得了较薄厚度下(20nm)暗电导率高达4.2S/cm的p型微... 详细信息

采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-a-SiC)之间的非欧姆接触特性.通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H2/SiH4、硼掺杂比B2H6/SiH4)获得了较薄厚度下(20nm)暗电导率高达4.2S/cm的p型微晶硅材料.在本征层厚度约为150nm,仅采用Al背反射电极的情况下,获得了效率6.37%的非晶硅顶电池(Voc=911mV,FF=71.7%,Jsc=9.73mA/cm2),开路电压Voc和填充因子FF均较无插入层的电池有大幅提升.

关键词：氧化锌 p型微晶硅非晶硅顶电池非欧姆接触

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钙钛矿太阳电池综述

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物理学报 2015年第3期64卷 135-142页

作者：姚鑫丁艳丽张晓丹赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

基于有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3Pb X3)制备的太阳电池效率自2009年从3.8%增长到19.6%,因其较高的光吸收系数,较低的成本及易于制备等优势获得了广泛关注.钙钛矿材料不仅可以作为光吸收层,还可用作电子和空穴传输层,以此制备出不同... 详细信息

基于有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3Pb X3)制备的太阳电池效率自2009年从3.8%增长到19.6%,因其较高的光吸收系数,较低的成本及易于制备等优势获得了广泛关注.钙钛矿材料不仅可以作为光吸收层,还可用作电子和空穴传输层,以此制备出不同结构的钙钛矿太阳电池:介孔结构、介观超结构、平面结构、无HTM层结构和有机结构.除此之外,钙钛矿材料制备方法的多样性使其更具吸引力,目前已有一步溶液法、两步连续沉积法、双源共蒸发法和溶液-气相沉积法.本文主要介绍了钙钛矿太阳电池的发展历程、工作原理及钙钛矿薄膜的制备方法等.详细阐述了电池每一层的具体作用和针对现有的钙钛矿结构各层材料的优化,最后介绍了钙钛矿太阳电池所面临的问题和发展前景,以期对钙钛矿太阳电池有进一步的了解,为制备新型高效的钙钛矿太阳电池打下坚实的基础.

关键词：钙钛矿材料太阳电池晶体结构电荷传输层

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硅薄膜沉积过程中等离子发光基团的一维空间分布研究

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物理学报 2008年第5期57卷 3276-3280页

作者：陈飞张晓丹赵颖魏长春孙建南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300071

使用光发射谱(OES)对甚高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术沉积硅薄膜时的等离子体发光基团的空间分布进行了在线监测和研究.研究表明:等离子体的不同发光基团都存在着一个中间强度较大的区域和两边电极附近的暗区;增大硅烷浓... 详细信息

使用光发射谱(OES)对甚高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术沉积硅薄膜时的等离子体发光基团的空间分布进行了在线监测和研究.研究表明:等离子体的不同发光基团都存在着一个中间强度较大的区域和两边电极附近的暗区;增大硅烷浓度和提高辉光功率都会增大SiH*峰强度;硼烷的加入,使得SiH*和Hα*峰强度增大,但硼烷流量变化的影响很小;硼烷流量增大,材料的晶化率下降,而I[Hα*]/I[SiH*]值却上升;当硅烷浓度改变时,空间各个区域内的I[Hα*]/I[SiH*]值的变化规律不同;而改变辉光功率或改变硼烷流量的情况下,空间各个点的I*/I*值变化规律都是相同的.

关键词：甚高频等离子增强化学气相沉积等离子体发光基团空间分布

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