太阳能电池激光损伤及其散射光谱特性

太阳能电池的原理为半导体材料的光吸收作用和光生伏特效应，光吸收主要将辐照的光转换为半导体内部能量，光生伏特效应将光能转换为电能。本书主要介绍了太阳能电池的相关基础、激光辐照及散射光谱测量实验系统、纳秒脉冲激光辐照电池损伤特性、皮秒脉冲激光辐照电池损伤特性、基于连续激光辐照的电池散射光谱特性、基于脉冲激光辐照的电池散射光谱特性，同时对激光辐照损伤太阳能电池实验的设计思路和实验装置，辐照电池表面温度、电特性参数及电池表面损伤情况的测量方法进行了简要介绍。

第1章概述1 1.1太阳能电池基础1 1.1.1太阳能电池光电转换原理1 1.1.2太阳能电池等效电路2 1.1.3太阳能电池量子效率6 1.1.4三结GaInP2/GaAs/Ge电池介绍6 1.1.5Si太阳能电池介绍11 1.2激光辐照太阳能电池研究概述12 1.2.1激光能量影响13 1.2.2激光波长影响16 1.2.3激光脉宽影响20 1.2.4环境压力影响24 参考文献28 第2章激光辐照及散射光谱测量实验系统32 2.1太阳能电池激光辐照损伤特性实验系统33 2.1.1实验系统搭建33 2.1.2实验测量仪器41 2.2太阳能电池激光损伤散射光谱特性分析实验系统45 2.2.1基本原理45 2.2.2实验系统构建45 2.2.3实验数据分析方法52 2.3本章小结58 参考文献59 第3章纳秒脉冲激光辐照电池损伤特性61 3.1实验材料61 3.2实验条件62 3.3纳秒激光辐照三结GaInP2/GaAs/Ge电池损伤特性64 3.3.1激光辐照三结GaInP2/GaAs/Ge电池非栅线部位损伤 特性65 3.3.2激光辐照三结GaInP2/GaAs/Ge电池栅线部位损伤 特性73 3.3.3损伤机理总结80 3.4纳秒激光辐照单晶Si电池损伤特性82 3.4.1激光辐照单晶Si电池非栅线部位损伤特性82 3.4.2激光辐照单晶Si电池栅线部位损伤特性87 3.4.3损伤机理总结96 3.5损伤对比分析98 3.5.1激光辐照太阳能电池部位的损伤对比分析98 3.5.2三结GaInP2/GaAs/Ge电池与单晶Si电池的损伤对比 分析99 3.6本章小结100 参考文献103 第4章皮秒脉冲激光辐照电池损伤特性104 4.1实验设计104 4.2皮秒激光辐照三结GaInP2/GaAs/Ge电池损伤特性105 4.2.1激光辐照三结GaInP2/GaAs/Ge电池非栅线部位损伤 特性105 4.2.2激光辐照三结GaInP2/GaAs/Ge电池栅线部位损伤 特性111 4.2.3损伤机理总结119 4.3皮秒激光辐照单晶Si电池损伤特性122 4.3.1激光辐照Si电池非栅线部位损伤特性122 4.3.2激光辐照Si电池栅线部位损伤特性129 4.3.3损伤机理总结136 4.4损伤对比分析138 4.4.1激光辐照太阳能电池部位的损伤对比分析138 4.4.2三结GaInP2/GaAs/Ge电池与单晶Si电池的损伤 对比分析139 4.5本章小结140 参考文献143 第5章基于连续激光辐照的电池散射光谱特性144 5.1电池连续激光辐照损伤特性144 5.1.1表面形貌特性分析144 5.1.2温度特性分析148 5.1.3电特性分析154 5.1.4电致发光特性分析156 5.2电池连续激光辐照损伤散射光谱特性分析158 5.2.1电池层对散射光谱特性影响的仿真分析158 5.2.2电池损伤散射光谱特性实验研究167 5.3本章小结173 参考文献174 第6章基于脉冲激光辐照的电池散射光谱特性175 6.1电池脉冲激光辐照损伤特性175 6.1.1表面形貌分析175 6.1.2电特性分析178 6.1.3电致发光特性分析181 6.2电池脉冲激光辐照损伤散射光谱特性分析183 6.2.1实验测量183 6.2.2分析与讨论187 6.3脉冲激光与连续激光辐照电池实验结果对比分析194 6.3.1电池激光辐照损伤特性分析194 6.3.2电池激光辐照损伤散射光谱特性分析195 6.4本章小结196 参考文献198