Cu2ZnSn(S,Se)4薄膜太阳电池研究进展

Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTS)材料具有与Cu(In,Ga)Se2(CIGS)材料相似的光学性质和半导体性质,且原料丰富,是CIGS薄膜太阳电池重要的后备材料。有关CZTS薄膜制备工艺的研究和电池器件转换效率提升的研究正成为本领域新的研究开发热点。目前,有实力的薄膜太阳电池研究队伍已经针对CZTS薄膜太阳电池开展了持续的研究,试图通过不同的CZTS吸收层制备方式和优化电池组装工艺过程,进一步提高CZTS薄膜太阳电池的光电转换效率。文章阐述了CZTS材料特性,着重介绍了目前国内外所采用的CZTS薄膜制备方法,详细讨论了各种薄膜沉积技术的优缺点。最后展望了CZTS电池的发展趋势。     

GaAs基高效多结太阳电池研究进展

随着半导体太阳电池制备工艺的发展,基于GaAs的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体电池光电转换效率不断提高,是目前世界上最具竞争力的新一代太阳电池,成为空间太阳电池领域的研究热点。文章详细评述了GaAs基系双结、三结及三结以上太阳电池的研究历程与最新技术发展现状,并对它的发展前景进行了展望。     

GaAs基GaInNAs太阳电池研究进展

在研究新型高效GaAs基三结和四结太阳电池过程中,研究者努力寻找一种既满足能隙约为1eV,同时又与GaAs衬底晶格匹配的半导体材料。通过调节组分,GaInNAs可同时满足上述两个特性,因此GaInNAs被认为是制备新型高效多结GaAs基太阳电池的理想材料。但实际上,制备高晶体质量GaInNAs材料十分困难,造成所制备的器件性能低下,未能达到实际要求。探讨了导致GaInNAs材料生长困难的机理,并对当前GaAs基GaInNAs太阳电池材料的研究历程和技术现状进行了概述。在此基础上,展望了GaInNAs技术的未来走向。     

CdS薄膜的制备、结构和光致发光性能

CdS薄膜是一种n型半导体材料,用于CdTe多晶薄膜太阳电池的窗口层,其质量直接影响太阳电池的光电转换效率和寿命。用磁控溅射法制备了CdS薄膜,通过对薄膜进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光和紫外-可见光谱等测试,研究了CdS薄膜的制备工艺对薄膜结晶度、表面形貌和禁带宽度的影响关系。研究发现,随着CdS薄膜溅射功率的升高,薄膜的结晶度变好,晶粒增大,薄膜增厚,光致发光峰强度增加,禁带宽度减小;随着溅射气压减小,薄膜厚度增大,光致发光峰强度减小,禁带宽度减小。     

SiGeC薄膜表征对于光刻对准性能的影响研究

Si1-x-yGexCy是继Si和GaAs之后又一重要的半导体材料。由于Si1-x-yGexCy具有优于纯Si材料的良好特性,器件和制程又可与Si工艺兼容,采用Si1-x-yGexC及其Si1-x-yGexCy/Si异质结所制作出来的器件如异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT),其电性能几乎可达到GaAs等化合物半导体制作的同类器件的水平,而且在成本上低于GaAs HBT。因此Si1-x-yGexCy可能是未来微电子发展进程中必不可少、并起着关键作用的一种材料。文章对Si1-x-yGexCy薄膜的表征进行了探索,在总结大量数据的基础上,验证了利用Si1-x-yGexCy薄膜的反射率进行光学表征的方法的可行性。同时,文章系统研究了Si1-x-yGexCy薄膜的工艺条件、薄膜成份、薄膜厚度等参数对光刻对准性能的影响。     

集成铁电学(Integrated Ferroetectrics)概述

铁电薄膜是一种重要的功能薄膜,近年来在电子器件方面的应用取得了重要进展。随着铁电薄膜制备技术的进步,将铁电材料与工艺和传统的半导体材料和工艺相结合以实现新型微电子器件、电路和系统已经成为可能,从而导致了一门新型交叉学科—集成铁电学的诞生。     

光探测器与光学系统

本文介绍了将一个基于 GaAs 的放大器同一个大面积的高性能基于 InP 的薄膜金属一半导体一金属(MSM)光电检测器相集成的技术。薄膜集成是一种混合集成方案,它能使 InP 检测器与 GaAs 电路间的寄生参数减至最小。GaAs 集成电路是采用批量生产的TriQuint 半导体制造工艺来生产的;这证明了可采用标准的基于 GaAs 的 Foundry 电路制作长波长、高集成度、高速、低成本的光电接收机。参7     

基于金属背支撑刻蚀技术的柔性AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池研制

对柔性GaAs基太阳电池的制备方法进行研究,报道了一种用于制备柔性倒置生长的AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池的剥离和转移方法——金属背支撑选择性湿法刻蚀技术.在GaAs/GaInP选择性腐蚀的基础上进行了GaAs衬底层的腐蚀,研究了不同类型和体积比的溶液对GaAs/GaInP/AlInP结构腐蚀的选择特性,最终选用不同配比的H2 SO4-H2 O2系腐蚀液,获得快速、可控制、重复性好的去除衬底的两步腐蚀法.原子力显微镜测试结果表明,通过此方法能够成功地将电池外延层薄膜转移到Cu衬底上,并且在剥离和转移过程中外延层薄膜没有受到损伤.柔性AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池的开路电压超过3.4V.     

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池因具有成本低廉、转换效率高以及性能稳定等优点引起了人们的广泛关注。详细阐述了玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的两种典型结构、基本制备流程及其关键工艺对太阳电池性能的影响,还介绍了玻璃衬底制备多晶硅薄膜的直接制备技术、固相晶化技术、液相晶化技术和籽晶层技术以及玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的研究现状。由于薄膜太阳电池性能的好坏直接取决于薄膜的质量,所以关键工艺中的快速热退火和氢钝化能显著提高电池性能。然而,至今各种制备方法都不够成熟,不能规模化制备多晶硅薄膜,因此改进和发展现有多晶硅薄膜的制备技术是今后玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池研究的核心课题。     

钙钛矿太阳电池吸收层制备工艺

有机/无机杂化钙钛矿太阳电池因具有高光吸收系数、高转换效率以及低制备成本等优点引起了科学界的广泛关注.综述了近年来有机/无机杂化钙钛矿吸收层几种制备工艺的研究进展,重点分析了目前应用较为广泛且制备工艺相对简单的一步溶液法和两步连续沉积法的工艺条件对钙钛矿薄膜质量及太阳电池光伏性能的影响,并详细介绍了几种制备工艺存在的主要问题及其调控的研究现状.此外,对后续工艺中的有机空穴传输材料及其溶剂、添加剂对钙钛矿太阳电池稳定性的影响及其调控的研究现状进行了简要阐述.为更好地提高钙钛矿太阳电池的效率和长期稳定性,制备工艺的优化和创新是未来钙钛矿太阳电池发展的趋势.     

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。     

低应力PECVD SiC晶圆级薄膜封装新技术

为了解决MEMS封装过程中易对微致动件造成损伤的问题,提出了一种低成本、与CMOS工艺兼容的晶圆级薄膜封装技术,用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)法制备的低应力SiC作为封装和密封材料。此材料的杨氏模量为460 GPa,残余应力为65 MPa,可使MEMS器件悬浮时封装部位不变形。与GaAs,Si半导体材料相比,SiC具有较佳的物理稳定性,较高的杨氏模量等性能优势。将PECVD薄膜封装技术用于表面微结构和绝缘膜上Si(SOI)微结构部件(如射频开关、微加速度计等)封装中,不仅减小了封装尺寸,降低了芯片厚度,简化了封装工艺,而且封装芯片还与CMOS工艺兼容。较之晶圆键合封装方式,此晶圆级薄膜封装成本可降低5%左右。     

采用离子束蒸发的GaAs薄膜外延生长

<正> 一、前言化合物半导体GaAs与元素半导体硅相比,有如下不同点,如电子迁移率高和电子在导带-价带之间跃迁时其电子动量不变等,因此被广泛用作硅所不能实现的高速器件材料和光电器件材料。一般来说,GaAs器件都是制作在GaAs薄膜表面层上,而这层薄膜是在水平布尔兹曼法或直拉法制作的GaAs衬底上外延生长的。这种GaAs薄膜过去大都采用LPE法或VPE法生长,     

硫化镉薄膜的制备新技术

CdS 是用于制作太阳电池和光电探测器等的Ⅱ—Ⅵ族化合物半导体材料之一。CdS薄膜制备方法有蒸发,溅射,化学汽相淀积等。实验证明其特性与制备方法有关,本文重点介绍 MOCVD 和离化淀积法制备 CdS 薄膜及其特性分析。     

用于染料敏化太阳电池的新型碳纳米管材料

介绍了利用简单有效的电泳沉积工艺制备新型碳纳米管薄膜材料,并应用于染料敏化太阳电池。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段发现,制备的新型碳纳米管薄膜材料直径均匀分布,且形成一种均匀的网状结构,这种均匀的网状结构有利于电子的传输。循环伏安法测试其电化学性能,并且对制备的染料敏化太阳电池的光电性能进行测试。实验结果表明,电泳沉积制备的碳纳米管薄膜具有良好的导电和催化性能,作为对电极组装的染料敏化太阳电池光电转换效率达到6.54%,有希望替代传统的铂对电极。     

简讯

钨钝化层用于太阳电池钨作为钝化层,能使薄膜太阳电池安装在工业钢基片上. 钨微粒涂层,可以钝化钢,能阻止钢与钨另一方的材料相互作用.钨钝化层使钢作为一种廉价的传导基片应用于薄膜太阳电池.钨钝化层防止钢和MOS薄膜太阳电池中半导体材料相互作用,钢上薄镍层改善     

SnS光电薄膜及其太阳电池的研究进展

近年来化合物薄膜太阳电池得到迅猛的发展。SnS光电薄膜的禁带宽度与太阳光谱非常匹配,并且具有较高的吸收系数,所以它是一种理想的太阳电池材料。制备SnS光电薄膜的方法有电沉积法、热蒸发法、化学浴法、连续离子吸附沉积法、喷雾热解法和两步法等。不仅概述了不同掺杂元素以及掺杂浓度对SnS薄膜性能的影响,同时还讨论了目前国内外SnS薄膜太阳电池的研究状况,分析了当前SnS薄膜太阳电池效率偏低的原因。最后对SnS薄膜太阳电池的发展趋势与前景作了一些探讨。     

电化学沉积生长GaAs薄膜的工艺研究

研究了电化学沉积参数对电沉积GaAs薄膜中元素组分以及薄膜质量的影响,得出电化学沉积GaAs薄膜成分接近Ga1As1的最佳工艺条件:pH=1.2;浓度比c(Ga) / c(As)=14;电流密度J=0.006~0.008 A/cm2;阴极材料用SnO2导电玻璃,其SnO2厚度>1mm。并给出改善GaAs薄膜质量的途径,为生产高效、低成本的GaAs太阳能电池奠定基础。     

GaAs多量子阱超晶格表面激光光伏效应

由于MOCVD、MBE等半导体材料生长技术飞跃发展,半导体多量子阱和超晶格的制备、研究和应用越来越引起广泛重视。GaAs多量子阱超晶格是较为成熟的一种结构。本文初次报道GaAs多量子阱超晶格表面激光辐照感生的光伏效应研究结果。实验样品是在〈001〉晶向半绝缘GaAs衬底上,MBE生长1.5μm n~+-GaAs缓冲层后,交替地周期生长两种阱宽和垒宽,不同周期数的掺硅GaAs层,构成GaAs多量子阱超晶格结构。激     

用于砷化镓器件的氮化铝薄膜特性

研究了S-枪磁控反应溅射制备的AlN薄膜的晶体结构、组分以及薄膜的电学特性。用Raman散射方法检测了AlN与GaAs。SiON与GaAs的界面应力,并用AES方法对比研究了AlN/GaAs,SiON/GaAs经800C快速热退火前后两种薄膜对GaAs的掩蔽作用。高温快速热退火后,SiON保护层对GaAs掩蔽失效、界画应力大;而AlN薄膜界面应力小,能有效地防止Ga,As的外扩散。表明AlN对GaAs集成电路技术是一种非常好的绝缘介质、钝化和保护材料。