PI衬底柔性透明硅薄膜太阳能电池的制备及性能

利用硬质玻璃为载板,采用传统硅薄膜太阳能电池生产设备,在聚酰亚胺(PI)塑料薄膜衬底上沉积了B掺杂的ZnO(BZO)薄膜,并以此作为前电极制备了单节电池结构及多节串联一体结构的非晶硅(a-Si)太阳能电池;研究了PI衬底上BZO薄膜的光学及电学性能。结果表明,PI衬底上沉积BZO薄膜后在300~1 200 nm波长范围的透光率为76.63%,方块电阻19.7?/□。所制备的单节和多节串联一体结构的a-Si薄膜太阳能电池的转化效率分别达到6.45%和5.1%,封装后电池组件具有一定的透光性,透光率约达到30.2%。     

银基复合透明导电薄膜作为薄膜太阳能电池前电极的研究

提出采用超薄银薄膜和具有陷光结构的薄TCO薄膜组成的复合膜层作为薄膜太阳能电池前电极,有效利用了超薄银膜的高电导性、高透过性,并解决了单银膜无法制作陷光结构以及在产业化生产过程中存在的激光选择性刻划问题。实验采用直流磁控溅射法在9个不同厚度的SnO2：F薄膜导电玻璃上制备方阻为3/,透过率为89%,厚度为10-15nm的超薄银膜构成前电极,并采用相同的工艺制作成单节的非晶硅薄膜太阳能电池组件,结果表明,方阻为80/的SnO2：F薄膜与超薄银膜构成的前电极能获得最佳的非晶硅薄膜太阳能电池输出性能,相比于普通的非晶硅薄膜太阳能电池输出功率提升了4%。     

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。     

FTO导电玻璃对太阳电池窗口层材料的影响

P型微晶碳化硅薄膜(P-μc-SiC∶H)作为非晶硅薄膜太阳电池的窗口层材料,能够提高P层的光学带隙,增加窗口层可见光部分的透光率,从而提高太阳电池的填充因子和转换效率.本文研究射频功率、反应温度、SiH4和CH4气体流量比对FTO导电玻璃上P型μc-SiC∶H薄膜的光学带隙、透光率的影响.并在相同工艺条件下对比三种主流导电玻璃(ITO、 AZO 、FTO)上的薄膜光学特性,找到最适合做太阳能电池P-μc-SiC∶H薄膜的基板.     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底上制备了多晶ZnO: Al (AZO）透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响. 分析表明:在最优条件下（溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时）, 180nm AZO薄膜的电阻率为2.68E-3 Ω· cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极. 所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒间界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

ZnO多晶薄膜绒面结构及陷光特性分析

针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,采 用磁控溅射及后腐蚀技术制备获 得了高性能绒 面铝掺杂氧化锌(AZO,ZnO:Al)前电极。深入分析了ZnO多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面 结构及陷光特性的影响。研究 结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦 随之增大,绒 度增大;随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势。当沉 积ZnO多晶 薄膜初始厚达2μm时,获得的薄膜电阻率小于3×10－4 Ω· cm,经180s稀HCl(0.5%)腐蚀后,绒面 ZnO 的均方根粗糙度(RMS)达143nm, 400～ 1100nm平均透过率达81.4%, 在500nm处绒度为84.3%nm处绒度可达73.8%,方块电阻小于5Ω/□,满足了硅基 薄膜叠层电池对前电极的光电性能需求。     

纳米硅薄膜太阳能电池的绒面结构研究

通过对比NaOH/乙二醇和NaOH/异丙醇两种体系的优劣,进行不同腐蚀时间和温度下的绒面制备试验,得到了优化的绒面制备工艺和绒面纳米硅薄膜太阳能电池。结果表明:衬底具有完整规则的"金字塔"结构,反射率为11.02%。制备的绒面纳米硅薄膜太阳能电池在标准条件(AM1.5,辐照强度0.1W/cm2,(25±1)℃)下测试,其性能参数为:S为1cm2,Voc为528mV,Isc为28.8mA,η为7.2%。相比较于无绒面结构电池,η提高了2.4%。     

P-nc-si:H薄膜材料及在微晶硅薄膜太阳电池上应用

对RF PECVD技术沉积p nc Si:H薄膜材料进行了研究。随着功率的增大材料的晶化率增大。B的掺杂可以提高材料的电导率,同时会抑制材料的晶化,在纳米Si薄膜材料中B的掺杂效率很高,少量的B即可获得高的电导率,而对材料晶化影响不大。用比较高沉积功率和少量B的方法获得了高电导率、宽光学带隙和高晶化率的P型纳米Si薄膜材料(σ=0.7S/cm,Eopt>2.0eV)。将这种材料应用于微晶硅(μc Si)薄膜太阳能电池中,电池结构为:glass/SnO2/ZnO/p nc Si:H/I μC Si:H/n Si:H。首次获得效率η=4.2%的μC Si薄膜太阳能电池(Voc=0.399V,Jsc=20.56mA/cm2,FF=51.6%)。     

AZO透明导电薄膜的制备

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,并借助XRD、SEM等表征方法,研究了溅射功率和衬底温度对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。结果表明,制备薄膜的最佳溅射功率和衬底温度分别为180 W、200℃,在此条件下制备的AZO薄膜具有明显的c轴(002)择优取向,其最低方块电阻为18/□,在可见光范围内的平均透光率超过91%,且透明导电性能优于目前平板显示器的要求,有望取代现在市场上的主流氧化铟锡(ITO)薄膜。     

AZO薄膜绒面制备方法研究进展

综述了AZO透明导电薄膜绒面的间接制备方法,包括湿法腐蚀和干法刻蚀两种.对各种绒面制备方法进行了比较和总结,提出了掺铝氧化锌薄膜绒面制备工艺中需要解决的关键问题.     

PZT薄膜的制备及其与MEMS工艺的兼容性

用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si上制备了PZT薄膜,并采用剥离技术与热处理的方法解决了Pt电极的图形化,在结晶热处理前,利用PZT腐蚀液对PZT进行图形化腐蚀.分别用SEM,XRD,EDX对电极和PZT薄膜的相貌、相结构以及化学组分进行了分析.结果表明:所制备的PZT薄膜具有完全的钙钛矿型结构;这种图形化的工艺方法大大改善了电极和PZT的图形化条件,在不影响电极和PZT性能的同时,提高了电极和PZT的图形质量;底电极和PZT的图形化过程,避免了强酸长时间的腐蚀,大大提高了PZT薄膜的制备与MEMS工艺的兼容性.     

PZT薄膜的制备及其与MEMS工艺的兼容性

用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si上制备了PZT薄膜,并采用剥离技术与热处理的方法解决了Pt电极的图形化,在结晶热处理前,利用PZT腐蚀液对PZT进行图形化腐蚀.分别用SEM,XRD,EDX对电极和PZT薄膜的相貌、相结构以及化学组分进行了分析.结果表明:所制备的PZT薄膜具有完全的钙钛矿型结构;这种图形化的工艺方法大大改善了电极和PZT的图形化条件,在不影响电极和PZT性能的同时,提高了电极和PZT的图形质量;底电极和PZT的图形化过程,避免了强酸长时间的腐蚀,大大提高了PZT薄膜的制备与MEMS工艺的兼容性.     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底E制备了多晶ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响.分析表明:在最优条件下(溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时),180nm AZO薄膜的电阻率为2.68×10-3 Ω·cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极.所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒问界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

石墨烯/CdTe肖特基结柔性薄膜太阳能电池研究

利用Matlab仿真模拟了石墨烯/P-CdTe肖特基结太阳能电池的光电特性。结果表明,电池的短路电流密度Jsc为23.9×10–3A/cm2、开路电压Voc为0.64 V、填充因子FF为79.0,转换效率η高达12%。与传统的氧化铟锡(ITO)电极比较,石墨烯柔韧性好,同时具备高透光和高导电的特性,可替代ITO作为新型电极材料来制备柔性薄膜太阳能电池。     

NIP型非晶硅薄膜太阳能电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术制备非晶硅(a-Si)NIP太阳能电池,其中电池的窗口层采用P型晶化硅薄膜,电池结构为Al/glass/SnO2/N(a-Si:H)/I(a-Si:H)/P(cryst-Si:H)/ITO/Al.为了使P型晶化硅薄膜能够在a-Si表面成功生长,电池制备过程中采用了H等离子体处理a-Si表面的方法.通过调节电池P层和N层厚度和H等离子体处理a-Si表面的时间,优化了太阳能电池的制备工艺.结果表明,使用H等离子体处理a-Si表面5 min,可以在a-Si表面获得高电导率的P型晶化硅薄膜,并且这种结构可以应用到电池上;当P型晶化硅层沉积时间12.5 min,N层沉积12 min,此种结构电池特性最好,效率达6.40%.通过调整P型晶化硅薄膜的结构特征,将能进一步改善电池的性能.     

沉积条件对室温下磁控溅射AZO薄膜微结构与光电性能的影响

通过控制室温下射频磁控溅射过程中不同的氩气工作气压、溅射功率和沉积时间,在石英玻璃上沉积Al掺杂ZnO（AZO）薄膜,探究了三种工艺条件对制备的AZO薄膜的微结构及光电性能的影响。所制备的AZO薄膜经500℃退火后均为六方纤锌矿结构,具有优异的透明度,在可见光范围内的平均透过率均在86%以上。在气压0.25 Pa、功率200 W下,溅射时间为10 min时,薄膜的电阻率低至5.04×10^-3Ω·cm,而溅射时间为15 min时,Haacke性能指数最优,为0.314×10^-3Ω^-1。结果表明,磁控溅射制备的AZO薄膜的晶体结构、方阻和透过率等特性与制备过程中的气压、功率和时间密切相关,通过评价性能指数可指导优化AZO薄膜的制备工艺。     

非晶硅薄膜太阳能电池应用开发新进展

非晶硅（ａ－Ｓｉ）薄膜太阳能电池是取之不尽的洁净能源－太阳能的光电元（组）件。文章详述了ａ－Ｓｉ薄膜太阳能电池的工艺优势，市场开发状况，可能应用领域，存在问题和展望。     

磁控溅射AZO透明导电薄膜及其光电性能的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备AZO薄膜。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、四探针测试仪和透射光谱仪等手段研究了衬底温度对AZO薄膜结构、形貌、光电性能的影响。结果表明,所有的AZO薄膜均为纤锌矿结构且具有较好的c轴取向。薄膜表面平整,晶粒约为55.56 nm。随着衬底温度升高,薄膜电阻率先降低而后升高,当衬底温度为350℃时,电阻率最小,约为1.41×10–3?·cm,而且该薄膜具有较好的透光率,约为84%。     

VHF-PECVD法制备微晶SiGe薄膜及太阳电池

以Si2H6和GeF4为源气体,用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术在不同衬底温度和功率条件下制备了SiGe薄膜材料.用喇曼光谱和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构进行了研究.结果表明:薄膜结构随温度的升高、功率的增大逐渐由非晶SiGe(a-SiGe)转变为微晶SiGe(μc-SiGe)材料.将这种材料应用于μc-SiGe薄膜太阳能电池中,电池结构为玻璃/SnO2/p-μc-Si/i-μc-SiGe/n-μc-Si/Al,首次获得效率η＝4.2%的μc-SiGe薄膜太阳能电池,开路电压Voc＝0.335 V,短路电流密度Jsc＝20.16 mA/cm2,填充因子FF＝41.938%.     

磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜

以Zn-Al(Al:2wt.%)合金为溅射靶材,采用直流反应磁控溅射的方法,在普通玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜。通过对衬底温度的调制,在较高衬底温度下(～280℃),无需经过常规溅射后腐蚀工艺过程,即可获得表面形貌具有特征陷光结构的AZO薄膜,其表面呈现"类金字塔"状,粗糙度RMS=65.831nm。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了衬底温度对AZO薄膜性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,所有样品均为多晶六角纤锌矿结构,薄膜呈(002)晶面择优生长,其表面形貌随衬底温度的不同而改变。衬底温度为200℃及其以上工艺条件下获得的AZO薄膜,在可见光及近红外范围的平均透过率大于90%,电阻率优于1.5×10-3Ωcm。