硒化温度对Cu(In, Al)Se2薄膜结构和光学性质的影响

采用了磁控溅射制备Cu-In-Al金属前驱体薄膜,后硒化快速退火得到铜铟铝硒(Cu(In,Al)Se2,CIAS)薄膜.研究了硒化温度对CIAS薄膜晶体结构和光学性质的影响.研究发现CIAS薄膜的晶体结构依赖于硒化温度,其禁带宽度随硒化温度升高发生红移.研究结果表明,CIAS薄膜的最佳硒化温度为540℃,其晶体结构为纯黄铜矿结构,禁带宽度为.34 eV,对应太阳电池理论最大效率的吸收层材料禁带宽度     

薄膜太阳电池研究综述

薄膜太阳电池是最具发展潜力的新型能源之一,对缓解能源危机、保护人类生存环境提供了一种新的切实可行的方法。综述了目前国际上研究较多的几种薄膜太阳电池的最新进展,包括硅基薄膜(非晶硅、多晶硅)、多元化合物类(碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、铜锌锡硫等)、有机薄膜太阳电池以及染料敏化太阳电池等。分析并总结了其在成本、转换效率等方面的优劣。为更有效地降低成本及提高电池效率,新技术、新结构的不断创新应该是未来薄膜太阳电池的发展趋势。     

掺铝二氧化锡气敏材料的制备与性能研究

用sol-gel法制备了8种掺铝SnO2气敏材料,并用XRD分析其结构和晶粒度,用自组装仪器测定其气敏性能。结果表明:铝的掺入未改变SnO2的四方晶系结构,样品晶粒度为31.46～50.89nm;烧结温度600℃、掺铝量为5%(摩尔分数)的样品对C4H10的灵敏度为22.7;烧结温度600℃、掺x(Al)为1%的样品对H2S比较敏感,灵敏度为87.5;烧结温度700℃、掺x(Al)为5%的样品对C4H10灵敏度为45.5,对H2S灵敏度为100。     

高铝含量AlxGa1—xAs／GaAs太阳电池的多片液相外延生长

介绍了高铝含量和 Mg 掺杂的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池的多片液相外延(LPE)生长技术,分析了 Ga_(1-x)Al_xAs 生长熔体中 GaAs 的熔解度,载流子浓度与 Mg 含量及 x 值与铝组分的关系。用多片石墨舟液相外延生长的、具有高铝含量(x=0.9)的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池,最高转换效率达17.7%。     

低压成套设备中铜铝复合母线温升的研究

铜铝复合母线(TLF bus bar)是一种新型铜包铝结构的复合导体材料,此材料既保持了铜母线(copper bus bar)表面抗氧化能力强的特点,又具有铝资源多,质量轻,价格低的优点,是替代铜母线的极佳材料。本文实验研究了相同电流规格下的铜母线及铜铝复合母线温升与截面积的关系,分析了低压成套设备中铜铝复合母线替换铜母线的技术参数。结果表明:铜铝复合母线宽度增加20%或厚度增加33%即可有效取代铜母线。     

两种制备多晶铜铟硒薄膜方法的比较

采用真空顺序蒸发铜铟金属预置层后真空硒化退火的方法(硒化法),以及真空三元叠层蒸发后氮气气氛退火的方法(叠层法)分别制备了太阳电池吸收层材料CuInSe2薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线分析技术等分析手段对薄膜进行了表征.结果表明:两种方法制备的薄膜形貌都比较致密均匀,晶粒直径分别约1.5 μm和约1 μm.组分分析表明所制薄膜均为富铜CIS.硒化法制备的CIS薄膜具有单一的黄铜矿相结构;而叠层法制备的薄膜含有少量杂相,如β-In2Se3等.因此硒化法制备的薄膜更适于作为太阳能吸收层材料.     

Gd掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷材料压敏性能的影响

采用固相法制备了Ca_(1-x)Gdx_Cu_3Ti_4O_(12)(x=0~0.09)陶瓷系列样品,利用X射线衍射、Raman光谱和正电子湮没等技术手段,对系列样品的微观结构、缺陷浓度进行测试和表征。结果表明,在整个掺杂范围内体系未发生结构相变,掺杂引起体系晶格膨胀、分子极化率增加;随Gd掺杂量x的增加,空位型缺陷增加。电性能测试结果表明,适量Gd掺杂(x=0.01)有利于改善体系的压敏性能,而过量Gd掺杂(x=0.07~0.09)会阻碍晶界势垒的形成,因而抑制体系的压敏性能。讨论了体系微观结构、空位型缺陷浓度及晶界势垒高度等因素对体系压敏性能的影响特征。     

AgIn共掺杂(AgIn)xPb1-2xTe化合物的合成及热电传输性能

用高温熔融法合成了Ag和In共掺的单相n型(AgIn)xPb1-2xTe化合物,研究了(AgIn)掺杂量x对(Ag-In)xPb1-2xTe(x=0.01～0.05)物相组成及热电性能的影响.结果表明:掺杂量x≤0.04时得到单相四元化合物,x=0.05时样品中出现了组成为AgInTe2第二相;(AgIn)xPb1-2xTe化合物的Seebeck系数随着x增加而增大,电导率随着掺杂量x增加而降低;化合物的热导率随着掺杂量x增大而减小;当x=0.01时,(AgIn)xPb1-2xTe化合物的热电性能指数值最大,在800K时达到1.1.     

薄膜太阳电池技术发展趋势浅析

低成本、高效率的薄膜太阳电池是未来光伏产业发展的重要方向之一。主要介绍了目前备受关注的薄膜太阳电池,包括硅基薄膜太阳电池、铜铟镓硒与铜锌锡硫薄膜太阳电池,及砷化镓薄膜太阳电池等,简述了它们的各自特点、研究现状、主要技术路线和产业化发展等情况。最后展望了薄膜太阳电池未来的发展趋势。     

铜铟镓硒(CIGS)光伏薄膜的磁控溅射及组成调控研究进展

铜铟镓硒(Cu(In_xGa_(1–x))Se_2,CIGS)薄膜是目前备受关注的一种太阳能电池材料,磁控溅射是其重要的制备方法。本文从溅射工艺(衬底温度、溅射功率、工作气压)和组成调控(硒含量、Ga梯度)两个方面简述了关于磁控溅射CIGS薄膜的研究进展(尤其是对其光伏性能的调控),提出了提高CIGS薄膜电池光电转换效率的建议及研究方向。     

Bi掺杂对溶胶-凝胶法制备Cu2ZnSnS4薄膜性能影响的研究

Cu₂ZnSnS₄(CZTS)薄膜太阳电池因其具有较佳带隙、组成元素丰富、理论转换效率高等优点,而被广泛研究。采用溶胶-凝胶法制备了Bi掺杂的CZTS薄膜,研究了Bi掺杂量对薄膜的微观形貌、物相结构和光电性能的影响。研究结果表明,所制备的薄膜为锌黄锡矿结构的CZTS。Bi元素的掺入对薄膜形貌影响很大,晶粒尺寸先增大后减小,薄膜更致密、更均匀。随着Bi掺杂含量增加,CZTS薄膜的光学带隙呈上升趋势,光电流响应先增大后减小。当Bi掺杂浓度为1%时,CZTS薄膜综合性能最佳。     

掺Na制备柔性聚酰亚胺衬底CIGS薄膜太阳电池

研究了Na掺入对低温沉积柔性聚酰亚胺(PI)衬底Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜的结构和电学特性影响。研究结果表明:Na元素的掺入使Ga元素的扩散受到了阻滞,但对CIGS薄膜晶粒尺寸没有明显的影响,少量的Na可提高CIGS薄膜的载流子浓度和降低电阻率;Na的掺入可明显提高CIGS薄膜太阳电池的器件特性,通过优化掺Na工艺,制备的柔性PI衬底—CIGS薄膜太阳电池的最高转换效率达到10.4%。     

利用多光子电离显微术研究铜铟镓硒薄膜太阳电池的微纳米膜层结构

基于超短脉冲激光多光子电离显微成像原理,利 用平均功率50μW、脉冲重复频率1kHz的 50fs激光脉冲,对铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池进行深度扫描, 比较分析了单纯钠钙玻璃衬底、镀钼钠钙 玻璃和铜铟镓硒/钼膜层/钠钙玻璃三种不同结构样品飞秒激光电离辐射信号的差别。实验发 现,对应于不同膜 层材料的飞秒激光诱导的电离辐射信号强度明显不同,在钠钙玻璃中电离辐射信号的强度约 为空气本底的 20倍,在Mo背电极层信号强度约为钠钙玻璃衬底的50倍,而CIGS层则出现与其带隙相对应的吸收谷, 谷的强度与空气背景相同,利用多光子电离显微术对太阳电池进行逐点扫描可以对CIGS和Mo 背电极层 的成膜质量、吸收带隙和微纳结构进行精细研究。分析表明,超短脉冲多光子电离显微术对 不同物质边界处 的变化非常敏感,在具有多层结构的复杂器件的微观特性检测方面具有独特的优势。     

Yb_(2)O_(3)掺杂对镁铝硅系微晶玻璃烧结和性能的影响北大核心CSCD

采用高温熔融法制备Yb_(2)O_(3)掺杂镁铝硅系微晶玻璃,探究了不同Yb_(2)O_(3)含量对镁铝硅系微晶玻璃的晶相组成、微观结构以及热学、力学、介电性能的影响,并借助烧结动力学模型和稳固度模型分别计算了烧结活化能和玻璃稳固度。结果表明,Yb_(2)O_(3)掺杂有利于α-堇青石的析出,从而降低了镁铝硅体系的热膨胀系数;Yb_(2)O_(3)能显著降低烧结活化能,促进烧结过程,使微观结构致密化,提升了力学性能;掺杂0.1%(质量分数)的Yb_(2)O_(3)可以降低玻璃的稳固度,使玻璃体系变得活跃,有利于晶相的析出,增加镁铝硅体系的结晶度。在950℃烧结下镁铝硅体系获得最佳性能:热膨胀系数为3.40×10^(-6)/℃;抗弯强度为182 MPa;介电常数为6.18;介电损耗为1.9×10^(-3)。     

近空间升华法制备高取向硒化锑薄膜太阳电池

硒化锑太阳电池以其原材料丰富、工艺简单和结 构稳定等优势,近年来得到了快速发 展。本论文采用近空间升华法制备硒化锑光电薄膜,并对硒化锑的生长进行了机理研究和参 数优化。结果显示:衬底温度的提升有助于硒化锑薄膜的晶化。当衬底温度为 340 ℃时,薄 膜具有较高的晶化率和致密的表面形貌。另一方面,蒸发间距的改变能够调制硒化锑薄膜的 择优取向。当蒸发间距为10 mm时,薄膜具有明显的(002)取向的择优,对应(Sb₄Se₆)n带 垂直于衬底生长,使硒化锑光吸收层具有优异的载流子传输特性。将优化好的硒化锑薄膜应 用到太阳电池中,以FTO/CdS/Sb₂Se₃/P3HT/C的器件结构,获得了5.78%的光电转换效率,其 中开路电压为0.375 V,短路电流密度为28.01 mA/cm²,填充因子为54.94%。以上研究为高 取向性硒化锑太阳电池的优化制备提供了技术路线,并显示出了硒化锑太阳电池的研究潜力 。     

钢/铝异种金属激光填丝熔钎焊对接接头组织与性能分析

采用光纤激光和铝硅焊丝对2.5mm厚6013铝合金和镀锌低碳钢的异种金属对接接头进行了激光填丝熔钎焊。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了熔钎焊对接接头的微观组织,采用拉伸试验测试了接头强度,并研究了热输入对钢/焊缝界面处金属间化合物和接头强度的影响。试验结果表明,在适当焊接参数下可以获得成形良好和具有一定抗拉强度的钢/铝对接接头。进一步分析表明,钢/焊缝界面处主要生成了FeAl2和FeAl3金属间化合物。随着热输入量的增加,金属间化合物的厚度随之增加。焊缝中的组织则为α-Al基体晶界上均匀分布着条状Al-Si共晶组织。在钢板采用30°坡口时可以获得的最大抗拉强度为88MPa,采用45°坡口时强度可以达到135MPa。     

铝—铜金属化在高温处理中的限制

为了克服铝金属化在硅器件和集成电路使用中共同存在的固有缺点,已提出采用铝合金的建议。对于铝—硅,在高温时硅溶解入金属化中,故能阻止结的退化。一定量的金属掺入铝中,特别是铜的掺入能起增加电迁移阻抗的效果。在高温处理的情况下,由于合金材料的重新分布使铝—铜合金在各种成分金属化中成为一种较好的系统,在高温时可限制小丘的生长。为了使每种掺入成分同时产生有益作用,有人     

绒面掺铝氧化锌透明导电薄膜研究进展

绒面掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜由于电阻率低、在可见光区域透过率高、绒面结构能有效散射入射光,提高太阳电池光电转换效率,被广泛应用于太阳电池前电极。概述了绒面AZO薄膜的制备方法,重点介绍了磁控溅射技术沉积AZO薄膜后再进行湿法刻蚀制绒面方法,制备的样品呈现"坑状"或"类月球地貌"的绒面,并讨论了工艺对薄膜结构、光电性能和刻蚀行为的影响,最后介绍了绒面AZO薄膜在硅薄膜太阳电池中的应用,进一步降低生产成本和实现大规模产业化生产是绒面AZO薄膜的发展趋势。     

基于铜铝氧化物的透红外导电薄膜

研究了一种新型透红外的导电薄膜铜铝氧化物(CuAlxOy),选用高纯度铜、铝靶材,利用磁控溅射台在蓝宝石衬底上生长CuAlxOy薄膜。研究了氧气流量、薄膜厚度、预溅射铜层时间(铜层厚度)等重要条件对薄膜性能的影响。实验发现,通过微调溅射参数、合理控制预溅射铜层过程可以获得低电阻率和高透过率的铜铝氧化物薄膜。得到最好的CuAlxOy薄膜(厚度为1765)在波长2.6μm处红外透过率达到了最大值62.5%,红外波段(波数8000～2000 cm-1)的平均透过率达到53%,方块电阻为358.9/sq,电阻率为6.33×10-3.cm。     

Cu掺杂对CoFe_2O_4结构与磁性能的影响

为了系统地研究Cu掺杂对于CoFe_2O_4结构与磁性能的影响及其影响机制,采用柠檬酸-溶胶凝胶法制备了Co_(1–x)Cu_xFe_2O_4(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)磁性纳米颗粒。分别用X射线衍射仪,透射电子显微镜,振动样品磁强计对样品的晶体结构、形貌、磁学性质进行了表征和测试。结果发现所制备的钴铜铁氧体的纳米颗粒直径在50~60 nm,适量的Cu~(2+)掺杂,铜钴铁氧体依然保持面心立方结构,且可以有效降低其饱和磁感应强度和居里温度。但是掺杂量达到x=0.8后,会引起Jahn Teller效应,铜钴铁氧体发生晶格畸变,由面心立方相转变为面心四方相,饱和磁感应强度、居里温度随之增加。