金属屏蔽罩对柔性衬底微晶硅太阳电池特性的影响

通过改变硅烷浓度,采用等离子体增强化学气相沉积方法制备了在有无金属屏蔽罩两种情况下的系列微晶硅太阳电池,发现将金属屏蔽罩去除后,本征微晶硅材料的沉积速率提高约一倍,微晶相至非晶相的硅烷浓度转变点有所变化。将沉积条件应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,获得了9.28%(AM0,1353 W/m2)和11.26%(AM1.5,1000W/m2)的光电转换效率。     

n型层对柔性衬底微晶硅太阳电池特性的影响

在不锈钢柔性衬底上采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法制备了不同结构的n型硅薄膜,测试了在其上生长的微晶硅太阳电池的电学输出特性.发现太阳电池的开路电压随n型层的硅烷浓度线形变化,短路电流密度则存在一个最优值,这与n型层引起的本征层中的孵化层和结构演变有关.将优化后的n型层应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层...     

脉冲磁控溅射沉积微晶硅薄膜工艺研究

采用脉冲磁控溅射法制备氢化微晶硅薄膜,利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和四探针测试仪对薄膜结构和电学性能进行表征和测试,研究了衬底温度、氢气稀释浓度和溅射功率对硅薄膜结构和性能的影响.结果表明:在一定范围内,通过控制合适的衬底温度、增大氢气稀释浓度及提高溅射功率,可以制备高质量的微晶硅薄膜.在衬底温度为400℃、氢气稀释浓度为90％及溅射功率为180W的条件下制备的微晶硅薄膜,其晶化率为72.2％,沉积速率为0.48nm/s.     

玻璃及不锈钢衬底N型微晶硅薄膜的制备

利用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,以PH3为掺杂剂,在浮法玻璃衬底和不锈钢衬底上制备了纳米级的n型微晶硅薄膜。采用Wvase32型椭圆偏振光谱仪、Reinishaw2000型拉曼(Raman)光谱仪和高阻仪对薄膜进行测试,以研究沉积条件对薄膜沉积速率、晶化率和暗电导特性的影响,并对沉积功率和沉积气压进行双因素优化,绘制了双因素相图。     

射频PECVD高速沉积微晶硅薄膜

本文采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术高速沉积微晶硅薄膜。系统研究了射频功率、气体总流量、沉积气压、硅烷浓度等沉积参数对薄膜沉积速率和晶化率的影响。通过沉积参数的优化,使微晶硅薄膜沉积速率达到了3/s左右。     

微晶硅p-i-n薄膜太阳电池研究进展

相对于单晶硅和非晶硅来说,微晶硅薄膜太阳电池具有更多的优势。高速沉积高效微晶硅太阳电池已经成为当前研究的热点。综合介绍了微晶硅p-i-n太阳电池的结构以及基本原理、研究现状和存在的问题,并对其发展前景进行了展望。     

高气压下氢化微晶硅薄膜的高速沉积

利用甚高频等离子增强化学气相沉积(VHF-PECVD)制备了一系列微晶硅(μc-Si:H)薄膜。研究分析了功率密度、硅烷浓度和气体流量在较高沉积气压(500 Pa和600 Pa)下对薄膜生长速率、结晶状况和电学特性的影响。研究表明:在高压强条件下,硅烷浓度和气体流量对沉积速率影响显著,而功率密度影响较弱;高沉积速率生长的薄膜孵化层较厚;电学特性较好的薄膜位于非晶/微晶过渡区。经过工艺的初步优化,在高压强(600 Pa)条件下,使微晶硅薄膜的沉积速率提升到2.1 nm/s。     

高速微晶硅薄膜沉积功率利用效率的测量与优化

为了实现低成本微晶硅薄膜的高速沉积,需要尽可能的优化工艺参数,特别是提高功率利用效率对于降低生产成本,以及提高工艺稳定性都具有重要的意义.文中对射频等离子体增强化学气相沉积系统的各部分功率消耗进行了测量与分析,发现实际用于辉光放电的功率利用率仅为10％以下;腔室的寄生电阻自身消耗功率占30％左右,且寄生电抗分布情况对匹配器的功率消耗影响较大.通过对系统硬件的改造,降低了寄生电抗的影响,显著地提高了功率耦合效率,在高反应气压条件下的功率利用率达到60％以上.     

衬底温度对低温制备纳米晶硅薄膜的影响

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压130Pa和较高的射频功率70W下,在＞100℃的低温下,以0.14nm/s速率制备出优质的纳米晶硅薄膜.研究结果表明,薄膜晶化率和沉积速率与衬底温度有密切关系.当衬底温度＞100℃,薄膜由非晶相向晶相转化,随着衬底温度的进一步升高,薄膜晶化率增大,当温度为300℃时,薄膜的晶化率达82%,暗电导率为10-4·cm-1数量级,激活能为0.31eV.当薄膜晶化后,沉积速率随衬底温度升高而略有增加.     

VHF-PECVD沉积本征微晶硅薄膜氧污染研究

通过激活能测试装置测量VHF-PECVD高速沉积的本征微晶硅薄膜,并对不同沉积功率、不同沉积压强条件下沉积制备的样品的激活能进行了分析研究。结果表明:在不同功率、不同气压沉积条件下沉积的微晶硅薄膜,激活能偏低,薄膜在沉积过程中被氧杂质污染;随着沉积功率的增大和沉积气压的增大,沉积速率随着提高,样品的激活能升高,通过提高沉积功率和沉积气压可以有效的抑制氧污染。     

微空心阴极放电的初始放电过程研究

运用权重粒子和电荷分配等方法将系综蒙特卡罗模型改进为自洽蒙特卡罗模型,方便地实现粒子系统与电场的自洽作用,既能完整地记录所有带电粒子在某一时刻的具体位置、运动方向和能量,又能获得自洽电场随时间的演变过程。使用该模型对矩形微空心阴极放电进行仿真,仿真结果表明高气压下的初始放电是阴阳极间电场和空间电荷电场共同作用的结果,由于阴阳极间电场的驱动作用,空间电荷构成的虚阳极首先在阳极表面形成,然后向对阴极内部扩展。因此高气压微空心阴极放电的初始放电过程也符合虚阳极移动理论,空心阴极鞘层结构的形成是虚阳极移动和扩展的结果。     

电压对射频空心阴极放电特性的影响

为了提高射频空心阴极放电中的等离子体密度,采用粒子网格(Particle-In-Cell,PIC)法与蒙特卡洛碰撞(MonteCarlo-Collision,MCC)模型相结合的方法(PIC/MCC法),研究了空心电极上施加的射频电压变化对射频空心阴极放电特性的影响。研究结果表明,和平板电极容性耦合射频放电相比,射频空心阴极放电能获得更高的电子密度。随着射频电压的增加,孔内的鞘层电场和鞘层电势降均增加,引起鞘层振荡加热和二次电子加热的增强,这将增大电子密度。此外,在本文模拟所设置的电压范围内(150-210 V),随着电压的增加,空心阴极效应(hollow cathode effect,HCE)的强度也增加,这也将增大电子密度。同时,随着射频电压的增加,等离子体在孔内的深度也增加,这将进一步增大电子密度。因此,提高射频电压是在空心电极孔内外获得高密度等离子体的有效方法。     

不同沉积速率下微晶硅薄膜的生长行为研究

鉴于微晶硅薄膜在沉积过程中先经历一个非晶过渡层才开始晶化的生长特点,试图通过降低薄膜的沉积速率来延长沉积原子在薄膜生长表面的扩散时间,以达到促进晶粒生长的目的。研究结果表明,反应气体气流量的减小可以有效降低薄膜的沉积速率;随着沉积速率的降低,薄膜的表面粗糙度明显减小,且其平均晶粒尺寸有所增大,通过HRTEM甚至能观察到尺寸在10nm以上的晶粒,说明沉积速率的降低对沉积粒子在薄膜生长表面的扩散过程有较大影响;另外,薄膜的少子寿命随着沉积速率的降低逐渐增大,这与薄膜结晶程度和平均晶粒尺寸的变化趋势一致,可见微观结构对电学性能起着决定作用。     

空心阴极放电特性的研究

讨论了空心阴极放电的特征以及它的应用。实验研究由平行平板组成的一种空心阴极结构,得出了产生空心阴极效应的条件。最后分析讨论了产生空心阴极效应的机理与实验结果。     

放电气体对ECR-PECVD法制备微晶硅薄膜的影响

用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECR-PECVD)法制备微晶硅薄膜,研究了放电气体对薄膜沉积速率、薄膜中H含量、择优取向和结晶度的影响。结果表明,以Ar作为放电气体时薄膜沉积速率比以H2作为放电气体时高1.5—2倍,但是薄膜的结晶度较低;以Ar作为放电气体时薄膜的H含量比以H2作为放电气体时的薄膜低;放电气体对薄膜的择优取向和晶粒度没有显著的影响。     

空心阴极等离子体放电结构的优化设计

 低温等离子体表面处理可以有效克服液相处理法存在的环境污染、耗能大和成本高的缺点,对材料表面进行清洗、活化和接枝处理,而设计一个合理的低温等离子体放电结构能够较好地改进表面处理的质量．通过建立CRFHCP空心阴极等离子体放电的数学模型,分析影响低温等离子体放电的关键因素,并设计了不同电极配置方式、样品位置和不同远区空心阴极结构的众多方案．通过接触角测定、表面能计算、SEM照片等方式,对不同方案下处理前后的疏水性PP薄膜形态结构进行表征分析．实验结果发现：远区径向喷嘴式空心阴极等离子体放电结构处理的薄膜表面比其他处理方式具有较小的接触角和较大的表面能．这表明采用优化设计的CRFHCP空心阴极等离子体放电结构,可以较其他结构更为有效地改善材料表面的亲水性能．     

退火对硼掺杂微晶硅薄膜性能的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RFPECVD)法制备了不同硼烷掺杂比例的微晶硅薄膜.随后在不同温度、不同气氛下,对沉积得到的P型微晶硅薄膜进行了退火处理.研究发现,对初始晶化率较高的薄膜,退火后其晶化率发生下降;初始晶化率较低的薄膜,退火后其晶化率则有所提高;并且,在高真空中退火更有利于薄膜的晶化.退火后,薄膜表面...     

本征微晶硅材料及其在电池中的应用

采用VHF-PECVD技术制备了系列不同硅烷浓度和功率的微晶硅薄膜.材料的电学特性和结构特性测试结果表明:制备出了符合太阳电池用的本征微晶硅薄膜.材料应用于电池中,制备出了效率达6.6%的微晶硅电池,没有ZnO背反射电极,而且电池的厚度仅为1.0 μm.     

氢化微晶硅薄膜的两因素优化及高速沉积

采用甚高频等离子体辅助化学气相沉积技术(VHF-PECVD)分别对薄膜沉积参数进行了功率密度-沉积气压和硅烷浓度-气体总流量两因素优化.主要研究沉积参数对薄膜沉积速率和结晶状况的影响,结果表明:高沉积压强下,功率密度的提高对微晶硅薄膜(μc-Si∶H)沉积速率的影响减弱,硅烷浓度和气体总流量影响作用相对增强,高硅烷浓度有利于材料的利用,最终在高压强(600Pa)条件下,使微晶硅薄膜的沉积速率提升到2.1nm·s-1.同时,利用分步沉积法对薄膜的纵向结构均匀性进行了初步研究.     

硅烷浓度对微晶硅薄膜微结构及电学性质的影响

采用RF-PECVD技术,在玻璃衬底上低温沉积了优质微晶硅薄膜,并深入研究了硅烷浓度对微晶硅薄膜微结构及电学性质的影响.研究结果表明,微晶硅薄膜的沉积速率、平均晶粒尺寸、晶化率和电导率均呈现相似的变化规律,而谱中出现的拐点由硅烷浓度决定.该变化规律可通过相应的薄膜生长的微观理论得到合理的解释.