异质结光晶体管的研究与进展

回顾了异质结光晶体管(HPT)在近年来的重要进展,综合分析了HPT的工作原理以及影响其性能的主要参数。综述了不同材料制作的HPT的研究现状,得出了目前限制HPT发展的主要因素及当前应重点解决由于基区表面复合等效应导致的增益下降和由于结电容的充放电限制的响应带宽等问题的结论。     

两步腐蚀法制备多晶硅绒面

采用两步化学腐蚀法在多晶硅材料的表面制备了绒面结构,其中两步腐蚀法包括酸-碱两步腐蚀法和酸-酸两步腐蚀法。通过表面形貌SEM和反射谱的测试,详细地研究了不同腐蚀条件和腐蚀溶液制备绒面的形貌和光学特征。实验发现,当腐蚀速率较快时,多晶硅的绒面形貌会出现大量的晶界和针孔效应,并分析了其形成原因。同时,采用酸-碱两步腐蚀法的效果优于酸-酸两步腐蚀法的效果。最后,用PECVD在绒面上沉积SiNx减反射膜,使表面的反射率在600～800nm范围内降到3%左右,达到了良好的减反射效果,得出了最优的绒面制备方案。     

多晶硅太阳电池的一维模拟计算

提出了多晶硅太阳电池的一维物理模型,并对其在AM1.5太阳光照下的电池的短路电流密度Jsc、开路电压Voc、填充因子FF和转换效率η进行了模拟计算,重点分析了多晶硅晶粒尺寸和电池厚度对n /p结构的多晶硅太阳电池性能的影响.模拟中主要引入载流子的有效迁移率和有效扩散长度两个物理量.模拟结果表明,电池效率在厚度50μm以内随厚度的增加而增大,当厚度大于50μm以后趋于饱和;当晶粒尺寸在100 μm以内时,电池特性随晶粒尺寸的增加而显著提高,晶粒进一步增大时效率趋于饱和,此时背面复合速率的影响变大.     

表面处理对低成本多晶硅太阳电池性能的影响

通过沉积SiNx薄膜和H2退火表面处理工艺对低成本多晶硅太阳电池进行了处理,对表面处理前后的电池效率进行了对比测试,详细地研究了这两种表面处理工艺对电池的短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响。实验发现,沉积了SiNx薄膜的低成本多晶硅太阳电池的效率在原有基础上提高了1.8%左右;而经过H2退火后的电池效率则出现了效率衰减。与此同时,对成本相对高的太阳能级多晶硅电池也进行了H2退火,与低成本多晶硅电池相比,其效率增加明显,与低成本太阳电池呈现了相反的现象。最后分析了两种表面处理工艺对电池性能造成影响的原因。     

Si N~+/P/P~+太阳电池的数值模拟与分析

提出了单晶硅N /P/P 太阳电池的物理模型,采用数值模拟方法对其在AM1.5太阳光入射下的电池特性进行了模拟计算,分析了基区少子扩散长度和基区厚度对短路电流密度和转换效率的影响,着重分析了基区少子寿命对转换效率等电池特性的影响.模拟结果表明,在综合考虑了各种损耗机制的前提下,转换效率等电池特性都随基区少子寿命和少子扩散长度的增加而增大,并且从电池输出特性与基区少子寿命的关系曲线上可以方便地获得少子寿命所对应的短路电流密度、开路电压、填充因子和转换效率的值,为实验提供有力的理论依据和参考.     

偏振分光膜的设计与制备

首先利用TFCalc薄膜软件进行了膜系设计和优化,然后采用国产真空镀膜机WTS800/1000,通过离子束辅助沉积技术在Bk7基体上交替镀制了Ta2O5和SiO2两种高低折射率的材料.当光满足布儒斯特角入射时,在波长为650nm处实现了P光和S光的偏振分离.制备后的成品在Lambanda750测试系统进行了偏光性能的测试.测试结果表明:透射率曲线与理论设计曲线吻合得很好,透射P光的消光比达到284:1.     

多晶硅太阳电池少子寿命的数值模拟

主要引入载流子的有效迁移率和有效扩散长度两个物理量,对多晶硅的少子寿命进行数值模拟.在此基础上建立了多晶硅太阳电池的一维物理模型,采用数值模拟方法对其在AM1.5太阳光入射下的电池输出特性Lsc、Voc、FF和η进行模拟计算,着重分析了晶粒尺寸和基区少子寿命对多晶硅太阳电池性能的影响.模拟结果表明,晶粒尺寸和少子寿命是影响多晶硅太阳电池性能的两个关键因素.当少子寿命较低时,晶粒尺寸对电池效率的影响不大,此时电池效率的提高受限于少子寿命;当少子寿命增大时,电池效率随晶粒尺寸的增大显著提高.同时,从模拟结果可得到电池效率与少子寿命和晶粒尺寸之间的定量关系.