晶体硅太阳电池的双层结构钝化膜研究

针对目前基于p型硅片制备的单结太阳电池进一步提高表面钝化膜生产效率,利用氮化硅(SiNx)薄膜良好的钝化效果与价格低廉的二氧化钛(TiO2)膜,降低SiNx镀膜厚度减薄对少子寿命的影响。在单晶硅片表面先用PECVD法沉积SiNx薄膜,然后用热喷涂沉积TiO2薄膜。对比测试了热喷涂沉积TiO2薄膜前后电池的性能,结果表明在SiNx膜上增加TiO2膜层后少子寿命明显提高,这可能是TiO2膜结构内存在固定正电荷所致。这种双层结构封装后的太阳电池显示出了较好的光学与电学性能,对进一步改进太阳电池性能具有重要参考价值。     

退火处理对锑化铟MIS器件C-V特性的影响

采用原子层沉积技术制备Al2O3薄膜作为InSb材料介电层,制备了MIS器件,研究了金属化后不同退火温度对界面特性的影响.利用C-V测试表征了MIS(metal-insulator-semiconductor)器件的界面特性,结果表明Al2O3介电层引入了表面固定正电荷,200℃和300℃退火处理可有效减小慢界面态密度...     

PECVD制备SiOx-SiNx薄膜的研究

首先使用工业型Direct-PECVD设备,采用SiH4和N2O制备了SiOx薄膜.针对Si太阳电池的应用,比较了SiOx薄膜在不同射频功率、气压、气体流量比和温度下的沉积特性,得出了最佳的沉积条件,这些沉积特性包括沉积速率、折射率和腐蚀速率.在该条件下沉积的SiOx膜均匀性良好、结构致密、沉积速率稳定,其性能满足了现阶段Si太阳电池对减反钝化层的光学和电学性能方面的要求.然后制备了SiOx-SiNx叠层减反钝化膜,并比较了SiO2与SiNx单层膜的减反和钝化效果,结果显示SiOx-SiNx叠层膜在不增加反射率的同时显著提高了Si片的钝化效果.     

n型晶体硅太阳电池光诱导衰减现象研究

基于n型晶体硅太阳电池,分析了经光辐照后电池各性能参数的变化,探究了n型晶体硅太阳电池光诱导衰减机理.使用工业化设备在大面积(156 mm×156 mm)n型单晶硅片上制备太阳电池.利用太阳光谱模拟仪对制备的太阳电池进行光照处理,对比各阶段太阳电池电性能参数.结果表明,光照时会导致太阳电池表面减反射膜SiN:H/Si界面处积聚大量固定电荷,增大界面态密度,破坏电池表面钝化层结构,导致开路电压和短路电流产生较大衰减,35 kWh/m2光辐照后n型硅太阳电池效率衰减3.6％.在380℃低温退火处理后电池效率基本可恢复到初始状态.内量子效率测试结果表明光辐照后电池短波区域响应减弱,前表面界面效应导致电池效率发生较大衰减.     

沉积功率和退火工艺对PE-ALD氧化铝薄膜的影响

Al2O3薄膜常用于有机电子器件的稳定化封装.除了薄膜的水气渗透率特性,薄膜的表面粗糙度、润湿性和折射率等性能也会影响薄膜的最终封装效果.采用自制等离子增强原子层沉积(PE-ALD)系统在低温下成功制备了Al2O3薄膜,研究了沉积功率和退火参数对Al2O3薄膜微观形貌和性能的影响.结果表明,Al2O3薄膜的生长速率和折射率随沉积功率的增加分别呈现先增加后下降和不断增加的趋势,当沉积功率为1 800 W时,薄膜的线性生长速率达到0.27 nm/cycle,远高于传统热原子层沉积技术的沉积速率.退火处理不会改变Al2O3薄膜晶态,但改善了薄膜的表面粗糙度,降低了接触角和有机基团红外强度.得到了最佳的PE-ALD薄膜制备工艺条件,实现了对有机发光二极管器件的有效封装.     

原子层沉积LiPON薄膜的表面钝化研究

LiPON是一种重要的固态电解质,然而LiPON薄膜会与空气中的水和CO2发生反应产生Li2CO3,导致器件的电学性能变差.本工作利用X射线光电子能谱研究了通过原子层沉积(ALD)技术生长Al2O3薄膜来钝化LiPON薄膜,并且对比了多种方案:在ALD生长Al2O3薄膜之前对样品表面不做预处理,利用O3作为生长Al2O...     

LPCVD制备多晶硅薄膜的性能

对低压化学气相沉积(LPCVD)制备多晶硅薄膜的生长工艺与钝化性能进行研究,重点分析了沉积温度、硅烷体积流量和沉积时间对薄膜生长和钝化性能的影响。在590～635℃沉积温度内,多晶硅薄膜生长速率与沉积温度近似呈线性关系,钝化性能随着沉积温度的增加先变优再变差;在250～1 150 cm³/min硅烷体积流量内,多晶硅薄膜的生长速率与硅烷体积流量基本呈线性关系,当硅烷体积流量为1 150 cm³/min时,钝化性能明显变差;随着多晶硅薄膜厚度增加,钝化性能先变优后稳定。使用优化后的工艺制备多晶硅薄膜样品并对其进行测试,测试结果表明样品的隐性开路电压为749 mV,饱和电流密度为1.46 fA/cm²,钝化性能最佳。     

新型石墨舟等离子体清洗设备的工艺效果与优势

新型石墨舟等离子体清洗设备能有效减少清洗时间，减少了非晶硅沉积工艺中磷烷的用量，提高了隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池转换效率，具有很大的竞争优势。研究了等离子体清洗工艺参数对电池转换效率的影响，得到了最佳的石墨舟等离子体清洗工艺参数，即：石墨舟温度300℃、清洗时间150 min，将非晶硅沉积工艺中磷烷的流量减半，制备的TOPCon电池转换效率达24.154%，比湿法设备高0.033%。     

晶体硅太阳电池表面钝化技术

介绍了晶体硅太阳电池表面钝化技术的发展历程,表面钝化膜在晶体硅太阳电池中所起的作用,以及晶体硅太阳电池中各种钝化膜和表面钝化技术。阐述了国内和国际对晶体硅太阳电池表面钝化技术的最新研究动态,重点论述了SiO2,SiNx,SiCx和Al2O3,以及这些钝化膜的叠层钝化技术的优缺点。在此基础上进一步指出SiO2/SiNx叠层钝化膜将成为今后工业化生产的研究重点,Al2O3及其叠层钝化膜将成为今后实验室的研究重点,由于表面钝化是提高晶体硅太阳电池转换效率最有效的手段之一,今后晶体硅太阳电池表面钝化技术仍将是国内和国际研究的热点问题之一。     

PERC太阳电池背面SiNx折射率的优化

提高背反射率、降低背表面复合速率是提高太阳电池转换效率的重要研究方向之一。SiNx薄膜因其良好的钝化特性不仅应用在传统太阳电池发射极钝化,也同时应用在局部背接触太阳电池(PERC)背表面,起到背面钝化及增加背反射的作用。为增强PERC太阳电池背钝化、提高电池背面长波光子的反射率,在背表面AlOx/SiNx叠层膜模型基础上,提出并研究了不同折射率的双层SiNx对PERC太阳电池性能的影响,实验结果表明:采用折射率2.4/2.0的SiNx薄膜,PERC太阳电池电性能相对较好,相对常规背钝化电池,开路电压、电流密度以及转换效率分别提高了1.8 mV,0.16 mA/cm2,0.11%。