PECVD法非晶硅薄膜对太阳能级n型直拉单晶硅片钝化效果的研究

研究了优等化离子体化气相学沉积法(PECVD)在太阳能级n型直拉单晶(Cz)硅衬底上沉积i-a-Si:H薄膜工艺,得到较好的钝化效果.分析了气体流量和温度、气压等工艺参数对薄膜沉积和硅片钝化效果的影响.通过优化参数,钝化后在太阳能级n型Cz硅片(40×40mm)平均少子寿命值在800μs以上,局部在1500μs以上,得到了钝化后平均表面复合速率S＜9.4cm/s的优良钝化效果;若硅片τbulk为2ms,则S＜5.6cm/s.     

低速率沉积非晶硅薄膜钝化Cz-Si片的研究

采用PECVD法在低沉积速率(1?/s)条件下制备非晶硅,双面钝化n型Cz硅片(40 mm×40 mm),钝化最好的硅片平均少子寿命值为889μs,局部最高近1600μs,用准稳态光电导法测试的平均伪开路电压i Voc达722 m V。对FTIR测试结果分析表明:非晶硅薄膜中的Si H2与Si H键的相对数量对钝化效果具有重要影响。     

硅基异质结太阳电池钝化层的研究

研究硅基异质结太阳电池的表面钝化层对电池性能的影响,主要工作包括:1)对比非晶硅本征层a-Si:H(i)与非晶硅氧本征层a-Si Ox:H(i)对c-Si界面的钝化效果的作用,及其对电池性能的影响;2)研究不同a-Si:H(i)厚度对电池性能的影响;3)不同沉积速率a-Si:H(i)对c-Si界面的钝化效果和电池性能的影响,并对不同沉积速率的a-Si:H(i)膜层做了H原子含量等分析。通过该征钝化层工艺的优化,最终在156 mm×156 mm厚度200μm的n型硅片上获得效率为20.90%的硅基异质结太阳电池,和在100μm厚度的硅片上得到转化效率为20.44%的可弯曲电池。     

PECVD法SiNx:H薄膜减反钝化特性研究

利用射频等离子体增强化学气相沉积法制备了在太阳电池中用作表面钝化和减反层的SiNx:H薄膜.制备的折射系数分布在1.72 ～2.55范围内的一系列薄膜对电阻率为10Ω·cm的p型衬底硅片具有较好的钝化效果.研究给出了SiH4/NH3流量比和衬底温度对薄膜折射系数和钝化效果的影响规律,当衬底温度为300℃,SiH4/NH...     

PECVD制备太阳电池氮化硅薄膜特性研究

含氢氮化硅薄膜在太阳电池工业生产领域被广泛的用作减反射层和钝化层。使用工业型等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备制备了含氢氮化硅薄膜,使用傅里叶红外光谱(FTIR)测试仪对薄膜成分进行分析,研究反应气体流量、高频电源功率对薄膜成分以及薄膜特性影响,并通过硅片的少子寿命研究氮化硅薄膜成分对硅片钝化效果的影响,明确实际工业生产中的工艺调整方向。     

氮化硅薄膜对晶体硅材料和电池的钝化效果研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术,在P型直拉单晶硅硅片和铸造多晶硅片以及太阳电池的表面上 沉积了非晶氮化硅(a-SiNx:H)薄膜,并研究了氮化硅薄膜对材料少子寿命和太阳电池性能的影响。研究发现: 氮化硅薄膜显著地提高了晶体硅材料中少子寿命,同时多晶硅太阳电池的开路电压有少量提高,短路电流普遍 提高了1mA/cm2,电池效率提高了2％。实验结果表明:氮化硅薄膜不仅具有表面钝化作用,也有良好的体钝化 作用。     

本征氢化非晶硅薄膜厚度对其钝化性能和HIT太阳电池电性能的影响

以异质结(HIT)太阳电池的本征氢化非晶硅薄膜为研究对象，该HIT太阳电池采用n型硅片作为晶硅衬底，其n型电子传输层(下文简称为“n面”)为入光侧，p型空穴传输层(下文简称为“p面”)为背光侧。首先研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度对膜层钝化性能和光透过率的影响，然后进一步研究了n面和p面本征氢化非晶硅薄膜不同厚度匹配设计对HIT太阳电池电性能的影响，并选出了最优厚度匹配方案。研究结果表明：1) n面本征氢化非晶硅薄膜的厚度越薄，n面非晶硅膜层的光透过率越高，但钝化效果会变差；当厚度达到5 nm时，硅片的少子寿命趋于稳定。2)在n面本征氢化非晶硅薄膜厚度一定的情况下，随着p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度变厚，硅片的少子寿命先快速增加，当厚度达到9 nm时，硅片的少子寿命趋于稳定；当厚度大于9 nm时，制备的HIT太阳电池的短路电流和填充因子均下降，表明其串联电阻增大，导致光电转换效率降低。3)当n面和p面本征氢化非晶硅薄膜的厚度分别为5、9 nm时，n面的钝化效果和光透过率匹配较好，p面的钝化效果和电阻率匹配最优，即为最优厚度匹配方案；此方案制备得到的HIT太阳电池的光电转换效率达到...     

CIGS/Si异质结太阳电池的数值模拟

利用软件wx AMPS模拟CIGS/Si异质结太电池的效率和不同工艺参数对电池性能的影响:前后端接触势垒分别为1.2 e V和0.21 e V,前(后)表面复合速率为1×10~7cm/s,选择功函数为5.4 e V的透明导电薄膜材料,p型CIGS的带隙和厚度为1.15 e V和3μm,并选择掺杂浓度为5×10~(16)cm~(-3)的n型硅片,最终模拟CIGS/Si异质结太阳电池的最佳效率为25.60%。希望该模拟数据为实际制备CIGS/Si异质结太电池作出正确的理论指导。     

硅片厚度对SE-PERC单晶硅太阳电池制备过程的影响分析

基于目前主流的选择性发射极-钝化发射极及背接触(SE-PERC)单晶硅太阳电池生产工艺,针对不同硅片厚度在太阳电池制备过程中的表现进行分析、验证及优化.研究结果表明,硅片厚度减薄对湿法刻蚀工艺后硅片的减重、硅片背面抛光效果均有显著的不良影响,而且采用管式PECVD工艺沉积的SiNx薄膜的厚度也出现变薄的现象.若太阳电池...     

热丝化学气相沉积n型nc-Si:H薄膜及nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术制备n型纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜,系统地研究了沉积参数,特别是掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响,获得了器件质量的n型nc-Si∶H薄膜。制备了nc-Si∶H/c-Si HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)结构太阳电池,研究了异质结结构参数对电池性能的影响,初步得到电池性能参数如下:Voc=483mV、Jsc=29.5mA/cm2、FF=70%、η=10.2%。     

RTCVD工艺制备poly-si薄膜太阳电池的研究

报道了快速热化学气相沉积(RTCVD)工艺制备多晶硅(poly-si)薄膜及电池的实验和结果.采用SiH2CL2作为原料气体,衬底温度为1030℃时,薄膜的生长速率为10nm/s.发现薄膜的平均晶粒度及载流子迁移率与衬底温度和材料有关.用该薄膜在未抛光重掺杂磷的硅衬底上制备1cm2的p+n结样品电池,无减反射涂层,其转换效率为4.54%(AM1.5,100mW/cm2,25℃).     

双面光伏组件的产业化研究

针对新型的p型钝化发射极和背面电池(PERC)双面光伏组件,以及n型钝化发射极背表面全扩散(PERT)双面光伏组件,从电池工艺路线、组件工艺路线和发电量增益等方面进行了讨论,并将以上方面同常规光伏组件进行了对比。     

多晶硅太阳电池预处理及退火工艺研究

在沉积氮化硅薄膜之前采用氨气电离出氢等离子体,先对硅片进行氢等离子体预处理,通过数值分析和实验方法分别研究预处理时间、功率、温度、压力等各参数对钝化效果以及电学性能的影响。在预处理温度450℃,时间200s,射频功率4000W,气体压强200Pa,氨气流量4000sccm/min时,短路电流提高约4%。采用等离子体增强型的化学气相沉积(PECVD)法,在电池表面镀上一层氮化硅膜,实验证实氢等离子体会透过氮化硅进入到硅基体内,从而使少子寿命提高约5μs。低温退火实验表明,430~440℃为最优温度,随时间的增加,短路电流有明显提升。     

高效碲化镉薄膜太阳电池的研究

在康宁玻璃衬底上用磁控溅射法制备CTO(CdSnO_4)透明导电薄膜,再依次沉积CdS、CdTe、ZnTe∶Cu薄膜和背电极Au,重点研究蒸汽输运法沉积CdTe薄膜的质量和均匀性,采用光流明谱PL测试CdTe薄膜内部的深/浅能级的信息,采用深能级瞬态谱DLTS和变幅电容分布DLCP技术表征了CdTe电池内部杂质能级的位置、俘获截面和密度。在此基础上,优化各层薄膜的制备参数,优化ZnTe∶Cu背接触层的退火工艺,获得转换效率为16.73%的0.5 cm2的碲化镉薄膜太阳电池。     

低温生长SiO2钝化膜在太阳电池上的应用

主要研究在晶体硅衬底上采用干氧氧化法生长SiO2薄膜,通过改变非晶SiO2薄膜的生长温度、时间以及气体流量等参数优化工艺条件,增强对硅片的钝化作用,提高光生少数载流子寿命.实验发现在840℃下生长的非晶SiO2薄膜对硅片钝化效果最佳,可将硅片少子寿命提高约90%.此外,为优化SiO2/SiNx双层膜的减反射作用,采用Matlab程序计算SiO2/SiNx双层膜的反射谱,从理论上获得最优的膜系组合.实验发现生长有SiO2钝化膜的SiO2/SiNx双层膜太阳电池相对单层SiNx膜太阳电池,短路电流和开路电压分别提高了0.2A和8mV,转换效率提高约9%.     

低温暗退火对TOPCon结构钝化性能的影响

n型隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)结构用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备，完成高温快速烧结后，再经过低温暗退火可以极大地提升钝化接触的性能，主要表现在隐含开路电压上升和饱和电流密度下降，其原理是通过低温暗退火的方法激活氢原子，使SiN_x:H中的氢原子向内部扩散，Si-SiO₂界面进一步氢钝化来提高钝化性能。研究结果表明：钝化膜层的质量、暗退火工艺的退火温度和退火时间等对钝化性能提升有很大影响。在最佳退火条件下，获得了6137μs和0.7422 V的高少子寿命和高隐含开路电压，以及3.66 fA/cm²的低饱和电流密度。     

氮化硅薄膜对硅片背表面的钝化作用

采用等离子体增强化学沉积的方法(PECVD),在低衬体温度下制备不同厚度的双面氮化硅薄膜,通过准稳态电导法(QSSPCD)测试non-diffused和diffused硅片沉积不同厚度双面氮化硅薄膜烧结前后的少子寿命,研究发现,氮化硅薄膜厚度在17 nm左右的时候,背面钝化效果有所下降,超过26 nm的时候,效果基本一致.non-diffused烧结后的少子寿命下降很大,而diffused与之相反.结果表明,采用氮化硅作为背面钝化介质膜,可以改善材料的少子寿命,背面钝化膜可以选择在26～75 nm之间.     

n型TOPCon太阳电池PECVD路线磷活性掺杂技术的改善研究

针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题，通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示：1)采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的多晶硅磷活性掺杂浓度平均值比采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的高2.19×1020/cm3;2)钝化效果方面，相较于采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片，采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的隐性开路电压和隐性填充因子分别高5 mV和0.42%;3)在采用变磷烷流量原位掺杂工艺的前提下，相较于采用常规退火工艺制成的太阳电池，采用磷沉积退火工艺制成的太阳电池的开路电压提高了3 mV，短路电流提高了0.02 mA，填充因子提高了0.54%，并联电阻增加了10Ω，光电转换效率提升了0.14%。采用PECVD技术路线制备TOPCon太阳电池时，变磷烷流量原位掺杂工艺搭配磷沉积退火工艺有明显的提升太阳电池光电转换效率的效果。     

硒化Cu,In双层膜制备CuInSe2薄膜

采用超声波电沉积方法在钼衬底上制备了Cu,In双层膜,随后硒化得到了CuInSe2薄膜.采用扫描电镜( SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜的表面形貌、化学成分和相组成.结果表明:利用超声波电沉积可以得到颗粒细小、均匀致密的Cu层和In层;采用不同的工艺参数可以调节双层膜的Cu/In比率;双层膜在130C下,退火6h后进行硒化,可得到符合化学计量比的CuInSe2薄膜.     

Al2O3/SiOxNy/SiNx叠层钝化膜对PERC太阳电池性能及LID效应的研究

由于等离子体增强化学的气相沉积（PECVD）法制备的SiO_xN_y薄膜中含有大量H原子,因而具有优异的表面钝化性能。通过在PERC太阳电池的Al₂O₃/SiN_x背钝化叠层中间插入一层SiO_xN_y薄膜,形成Al₂O₃/SiO_xN_y/SiN_x结构,可避免SiN_x所带的固定正电荷对Al₂O₃负电荷场钝化效应的负面影响。试验结果表明,硅片少子寿命从原来的130 μs提高至162 μs,电池转换效率增加0.09%。同时,基于Al₂O₃/SiO_xN_y/SiN_x背钝化的PERC太阳电池的LID也得到了改善,由对照组的1.83%下降到实验组的1.09%。