中频脉冲溅射制备绒面ZnO透明导电薄膜

采用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。电阻率为5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,可见光范围内(400～800nm)的平均透过率大于85%。用酸腐蚀的方法可以获得绒面效果。分析了气压和温度对绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池要求的绒面ZnO透明导电薄膜。     

用脉冲电源溅射ZnO薄膜时脉冲及工艺条件对靶电压的影响

用磁控溅射法制备ZnO∶Al透明导电膜时,降低靶电压可以减少溅射等离子体中被靶背反射回的中性离子和负氧离子对基片的轰击,提高薄膜的质量,降低薄膜电阻。本文研究了用中频脉冲直流溅射法和Zn∶Al合金靶反应溅射制备ZnO∶Al透明导电膜时,脉冲参数,如脉冲频率、反向脉冲幅度、反向脉冲时间、功率、氧氩比、溅射气压等工艺条件对靶电压的影响。结果表明,延长反向脉冲时间是降低靶电压的最有效方法。当反向时间由2μs增加到10μs时,靶电压降低了60%以上。     

衬底温度对中频磁控溅射ZnO∶Al透明导电薄膜性能的影响

ZnO∶Al(ZAO)薄膜的光学、电学以及结构特性与衬底温度有关,以掺杂质量2%Al的Zn(纯度99.99%)金属材料做靶,采用中频磁控溅射技术研究衬底温度对ZnO透明导电薄膜性能的影响,获得适合太阳电池的高效能薄膜,薄膜厚度700 nm左右,其电阻率为4.6×10-4Ω.cm,载流子浓度1.98×1020cm-3,霍尔迁移率61.9 cm2/(V.s),可见光范围内(波长400~800 nm)的平均透过率大于85%.     

ZnO:Al绒面透明导电薄膜的制备及分析

利用中频脉冲磁控溅射方法,采用Al掺杂(质量百分比2%)的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜。利用湿法腐蚀方法,将平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间后,形成表面凹凸起伏的绒面结构。研究了平面ZAO薄膜的结构特性以及衬底温度、溅射功率和腐蚀时间对绒面ZAO薄膜表面形貌的影响,并对腐蚀前后薄膜的电阻变化进行了分析。结果表明:高温、低功率条件下制备的绒面ZAO薄膜表面形貌较好,在硅薄膜太阳电池中具有潜在的应用前景。     

VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池初步研究

研究了用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备的不同沉积气压下的微晶硅薄膜样品。随着沉积气压的逐渐增大,样品的沉积速率也逐渐增大;样品的光敏性和激活能测试结果表明：随气压的变化两者发生了规律性一致的变化;傅立叶变换红外(FTIR)测试表明制备的样品中含有一定量的氧,使得样品呈现弱n型;室温微区喇曼光谱测试分析得到样品的微晶化特征与IR的分析是一致的,用高斯函数对喇曼谱解谱分析定量得出了晶化程度;分析了H处理p／I界面对电池性能的影响;首次在国内用VHF-PECVD制备出效率达4．24％的微晶硅电池。     

复合绒面透明导电薄膜研究

在常规非晶硅电池绒面SnO2衬底上，采用Zn：Al重量比为5％的金属靶直流反应磁控溅射沉积ZnO，构成复合绒面SnO2／ZnO透明导电膜。控制适当ZnO厚度，既能保持SnO2绒面效果，又可阻挡H离子对SnO2的还原作用，可作为微晶硅电池的前电极。文中对ZnO沉积条件以及复合膜的形貌、电光性能进行了讨论。     

铒,氧共注a—Si：H和a—SiCx：H的1.54μm光致发光

在ａ－Ｓｉ：Ｈ和ａ－ＳｉＣｘ：Ｈ中共注稀土铒和氧。３００℃和４００℃热退火后，测得了来自发光中心Ｅｒ３＋内层４ｆ电子跃迁的１．５４μｍ光致发光。４００℃是较好的退火温度。随着碳含量的增加，发光强度逐渐减弱，这可能是由于碳的引入减弱了间隙氧退火时的迁移能力所致。     

N-I-P 单结微晶硅太阳电池中N/I 与 I/P界面缓冲层的研究与优化

采用高压RF-PECVD技术制备了本征微晶硅薄膜和n-i-p结构微晶硅太阳电池。详细研究了n-i-p微晶硅太阳电池中n/i 和 i/p 缓冲层对太阳电池性能的影响。实验结果表明,提高n/i 界面晶化率以及在i/p 界面加入非晶缓冲层均有利于太阳电池性能的提高。通过优化界面缓冲层,微晶硅单结电池和非晶硅/微晶硅叠层电池的性能得到大幅度提高。     

PET塑料衬底非晶/微晶硅叠层太阳电池研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,在125℃的低温条件下,沉积了一系列不同厚度的本征微晶硅(μc-Si)薄膜。对材料的光电特性和结构特性的测试结果表明,低温条件下制备的μc-Si薄膜具有较厚的非晶孵化层,并且纵向结构演变较为明显。采用梯度H稀释技术,在沉积过程中不断降低H稀释度,改善了μc-Si薄膜的纵向均匀性。将此技术应用于非晶硅(a-Si)/μc-Si叠层电池的μc-Si底电池,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料衬底上制备出初始效率达到6.0%的a-Si/μc-Si叠层电池。     

PET柔性衬底上低温沉积ITO薄膜性能的研究

采用反应热蒸发的方法,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料衬底上制备In2O3:Sn(ITO)薄膜.鉴于塑料对温度的敏感性,详细研究了衬底温度对其上沉积的ITO薄膜的微观结构及光电性能的影响,在低温条件下(Ts=140℃)获得电阻率为7.52×10-4Ωcm,可见光范围内的透过率大于80%和结构特性良好的薄膜,并将其应用于PIN型太阳电池的前电极,获得了转换效率为4.41%的柔性非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池.