CIGS薄膜太阳能电池背电极膜系结构研究

由于铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池近年来发展迅速,本文研究背电极中阻Na层,背电极层,硒化阻挡层,过渡层等各层薄膜结构,并研究背电极各层薄膜性能。通过小样片实验,之后在中试线上进行放大,并将不同结构的背电极应用于CIGS薄膜太阳能电池。研究结果表明,Si3N4薄膜做为阻Na层可以有效的阻挡基底玻璃内的Na离子扩散至吸收层,硒化阻挡层可以起到非常重要的阻止Se渗入背电极导电层的作用,新型合金背电极的CIGS电池组件平均功率为138.779W,采用Mo背电极的CIGS电池组件平均功率为136.004W,说明新型合金背电极有望替代Mo背电极。     

溅射功率和气压对CdTe薄膜结晶性的影响

用射频磁控溅射在普通玻璃衬底上制备CdTe薄膜.采用XRD对制备出的薄膜进行分析研究;并讨论了溅射气压、溅射功率对薄膜结晶性的影响.进一步研究表明:溅射气压低时溅射功率对CdTe薄膜结晶性的影响程度比溅射气压高时要大;溅射功率低时溅射气压对CdTe薄膜结晶性的影响程度比溅射功率高时要小.并对造成上述结果的机理进行了初步的理论探讨.     

磁控溅射AlCrFeNiTi高熵合金薄膜的组织和表面形貌

用直流磁控溅射法在单晶硅片上制备了AlCrFeNiTi高熵合金薄膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜和原子力显微镜考察了溅射参数对薄膜结构及表面形貌的影响.结果表明,当溅射功率一定,随着衬底温度升高,AlCrFeNiTi高熵合金薄膜由非晶向2个BCC相转变,衍射峰强度也随之增大,同时薄膜的结晶度提高,晶粒尺寸增大,导致薄膜粗糙度增加.当衬底温度一定时,随着溅射功率增大,X射线衍射峰强度大幅度上升,薄膜表面晶粒迅速长大,但因为溅射功率过大会导致表面形成缺陷,所以表面粗糙度先减小后增大.     

工艺因素对磁控溅射法制备钛酸锶钡薄膜性能的影响

磁控溅射技术在薄膜制备领域有着广泛的应用.本文在介绍磁控溅射法制备薄膜材料的基本原理和流程基础之上,详细分析了溅射工艺参数(溅射功率、温度、溅射气压、氧分压)对BST薄膜性能的影响,并提出了研究中需要解决的一些问题.     

激光刻划功率对CIGS光伏电池激光划线位置透光的影响

本文采用直接磁控溅射在普通钠钙玻璃衬底制备SiO2阻挡层、Mo背电极、CIGS吸收层、ZOS缓冲层、ZnO窗口层和AZO前电极,其中CIGS为四元陶瓷靶材,SiO2阻挡层、Mo背电极厚度分别为50nm和800nm,硒化退火采用H2Se为硒源,研究P1划刻功率对电池透光的影响,并分析了其对电池性能的影响。研究表明,当P1激光器波长为1064nm,频率为65KHz,划线速度为2000mm/s时,P1划线对SiO2阻挡层的损伤是影响硒化法制备CIGS光伏太阳能电池划线位置透光的重要影响因素,P1划刻功率是重要影响参数。当P1划刻功率为1.4W时,P1划线未对SiO2阻挡层造成损伤,划线位置不透光,电池电流密度最大,且填充因子和转化效率最高。当P1划刻功率增大时,在划开Mo的同时,对SiO2阻挡层造成损伤,微观表现为斑点,且功率越大,斑点密度越大,透光表现为点透光到线透光。同时,由于透光造成电池有效面积减少,导致电池电流密度降低,并最终影响填充因子和转化效率的降低。但进一步降低P1划刻功率,易造成划线光斑减小,划线位置出现毛刺,存在不能将背电极Mo划开的风险,导致电池电流密度和开压降低,并导致填充因子和转化效率的降低。     

磁控溅射法制备钼薄膜的研究现状

综述了基底表面状态和预热温度,靶材组织和热处理温度,溅射工艺参数(包括时间、功率、气压和靶基距),以及后续退火热处理对磁控溅射制备的Mo薄膜组织及性能的影响。     

热处理对电沉积制备CuInGaSe2薄膜的影响

CuInGaSe2薄膜太阳能电池因具有稳定、高效、低成本和环保等特点而受到国内外科学家的重视．采用Mo／钠钙玻璃衬底为研究电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，大面积的铂网电极为辅助电极的三电极体系，在钼／钠钙玻璃衬底上利用电沉积技术制备出太阳能电池用的CuInGaSe2薄膜．分析了不同热处理温度对电沉积制备的CuInGaSe2薄膜的影响，结果表明：当热处理温度为450℃时，所制备的CuInGaSe2薄膜的化学组成接近理想的化学计量比，薄膜具有黄铜矿结构，颗粒均匀和致密性较好．     

YG8衬底腐蚀处理对氮化碳薄膜摩擦学性能的影响

采用直流与射频磁控反应溅射法在硬质合金YG8衬底上制备了氮化碳(carbon nitride,CNx)薄膜。研究了溅射方式、衬底腐蚀处理对薄膜摩擦学性能的影响。结果表明:射频反应磁控溅射制备的CNx薄膜的膜基结合力和摩擦因数明显高于直流反应磁控溅射薄膜的,适当的负偏压可以提高膜基结合力。衬底化学腐蚀预处理能够大幅度提高CNx薄膜的膜基结合力,对直流溅射CNx薄膜的摩擦因数影响不大,但能降低射频溅射CNx薄膜的摩擦因数。射频反应磁控溅射法制备的CNx薄膜比直流溅射法制备的CNx薄膜耐磨性能好。衬底化学腐蚀预处理和溅射时对衬底施加适当的负偏压均有利于耐磨性能的提高。     

籽晶层辅助的高性能VO_2薄膜的低温制备

采用磁控溅射法,以VO_2为溅射靶材在硅和石英基底上制备出纯VO_2晶相(B相和M相)薄膜。借助衬底上籽晶层的辅助,将VO_2薄膜沉积过程中同时进行的成核与生长过程分离成2个独立的阶段,通过籽晶层辅助生长可有效地降低了VO_2薄膜的制备温度,在低至350℃仍可制备出热敏性能较好的VO_2(B相)薄膜,并且在325℃制备了具有一定结晶度的VO_2薄膜;进一步延长了低温籽晶层辅助的VO_2薄膜的退火时间,薄膜逐渐向M相转变,可期望实现智能窗和光控开关器件中的良好应用。     

磁控溅射工艺参数对NdFeB薄膜表面形貌及相结构的影响

本文对直流磁控溅射法制备NdFeB薄膜工艺进行了研究.采用单晶硅为基体材料,在不同的溅射功率、溅射气压、溅射时间等条件下制备薄膜.之后对薄膜进行了SEM、AFM、XRD分析结果表明,NdFeB薄膜沉积速率、表面形貌及相结构与溅射功率、溅射气压、溅射时间密切相关.并根据实验结果给出优化的NdFeB薄膜制备工艺.     

非晶硅太阳能电池背反ZnO:Al薄膜制备

以ZnO:Al(2%Al2O3,质量分数)为靶材,用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备ZnO:Al薄膜,分析了各沉积参数对薄膜光电性能的影响。结果表明:溅射功率对ZnO:Al的透过率影响最大,其次是反应腔室压力,而衬底温度对透过率几乎没有影响。ZnO:Al的电阻率主要取决于衬底温度和溅射功率。综合考虑透过率和电阻率,确定了背反ZnO:Al的最佳沉积参数(衬底温度为200℃,溅射功率为200W,反应腔室压力为0.6Pa),得到了透过率大于85%,电阻率最小为7.6×10-4Ωcm的ZnO:Al薄膜。制备了ZnO:Al/Ag/ss(stainless steel)背反电极,并将其用于非晶硅太阳能电池。与无背反的不锈钢衬底上的电池相比,非晶硅太阳能电池短路电流密度增加了16%。     

蓝宝石衬底上SiO2薄膜的制备与光学性能

以硅单晶为靶材,高纯的Ar和O2气分别为溅射气体和反应气体,采用射频磁控反应溅射法,在蓝宝石衬底上制备了SiO2薄膜,溅射的工艺参数范围是：射频功率为50～100W,样品托背面温度为25～400℃,沉积速率为4～6nm／min。对影响薄膜质量的工艺参数进行了分析,探索出使蓝宝石镀膜后的红外透过率有最大幅度提高的最佳工艺条件。结果表明,所制备的SiO2薄膜与蓝宝石衬底结合牢固;在3～5μm波段对蓝宝石衬底有明显的增透作用。与其它镀膜技术相比,射频磁控反应溅射法可以在较低的温度下制备出SiO2薄膜。     

单源热蒸镀法和一步旋涂法制备钙钛矿太阳能电池

通过单源热蒸镀法和一步旋涂法制备了MAPbI3钙钛矿薄膜,并基于两种薄膜分别制备了太阳能电池,经检测发现后者的光电转换效率高于前者,其转换效率为14.42％.通过对构成电池器件的两种薄膜进行对比分析,发现MAPbI3薄膜的结晶度对光电转换效率影响显著,结晶度越高,其光电转换效率越高.这为今后高效的钙钛矿太阳能电池的研究提供了指导.     

直流磁控溅射工艺对ITO薄膜光电性能的影响

采用直流磁控溅射系统在玻璃衬底上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、分光光度计、Hall效应测试系统研究了热退火与原位生长、衬底温度、直流溅射功率对薄膜结构、表面形貌以及光电性能的影响。结果表明:与室温生长并经410℃热退火后的薄膜相比,410℃原位生长可获得光电性能更好的薄膜;随着衬底温度的增加,电阻率单调减小,光学吸收边出现蓝移;在溅射功率为85 W时薄膜的光电性能达到最佳。在衬底温度为580℃、溅射功率为85 W的工艺条件下,可制备出电阻率为1.4×10~(–4)?·cm、可见光范围内平均透过率为93%的光电性能优异的ITO薄膜。     

磁控溅射法制备纳米Cu薄膜及其微结构的研究

采用磁控溅射法制备出以ITO为基底的纯Cu薄膜,考察溅射时间和基底温度等工艺条件对生长Cu薄膜的影响.用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的形貌、厚度和结构进行表征.实验结果表明:在一定范围内调控衬底温度和溅射时间,可获得不同形貌、尺寸和厚度的Cu薄膜,所得薄膜的晶体结构为面心立方结构,均沿(111...     

两种衬底对La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3薄膜的性能影响研究

采用脉冲激光溅射法分别在Sr Ti O3(STO)和Si(001)衬底上制备出La0.7Sr0.3Mn O3(LSMO)薄膜。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、能谱仪以及磁性测量系统研究了薄膜晶体结构、表面形貌、成分以及电阻-温度特性。结果表明:STO衬底上的LSMO薄膜比Si衬底上的LSMO薄膜电阻低,金属-绝缘转变温度高。     

磁控溅射AZO工艺中沉积温度的研究

在采用磁控溅射制备AZO薄膜的过程中,AZO薄膜的光电性能取决于镀膜过程中的各种工艺参数,包括:溅射气压、沉积温度、溅射功率、靶基距等。本文主要研究在固定其它工艺参数不变的情况下,通过改变玻璃基板沉积温度在200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃的情况下分别制备AZO薄膜,通过分析研究玻璃基板沉积温度变化对制备AZO薄膜光电性能及结构的影响,筛选出制备高质量AZO膜的最佳沉积温度。     

电沉积CIGS薄膜太阳能电池吸收层的研究现状及发展趋势

主要介绍了基于水溶液体系、非水溶液体系下电沉积法制备CIGS薄膜吸收层的研究方法及进展。分析了电沉积法制备CIGS薄膜吸收层的研究现状及迄待解决的问题。展望了未来电化学沉积法在CIGS薄膜太阳能电池吸收层制备中的发展趋势。     

沉积温度对AZO薄膜性能的影响

在采用直流磁控溅射制备AZO(Aluminum Doped Zinc Oxide,掺铝氧化锌)薄膜的过程中,AZO薄膜的光电性能取决于镀膜过程中的各种工艺参数,包括溅射气压、沉积温度、溅射功率和靶基距等。本文主要研究在固定其它工艺参数不变的情况下,通过改变沉积温度在不同的温度下分别制备AZO薄膜,利用SEM、X射线衍射仪等测试不同AZO薄膜的微观结构,并分析研究不同沉积温度下制备AZO薄膜光电性能及结构的变化特性,以筛选出制备高质量AZO膜的最佳沉积温度。     

ITO薄膜射频磁控溅射法制备及性能研究

以10%SnO2和90%In2O3(以质量计)烧结成的ITO氧化物陶瓷为靶材,采用射频磁控溅射法在玻璃基片成功地制备出光电性能优异的ITO透明导电薄膜。研究了基片温度和氧分压溅射工艺参数对ITO薄膜的结构和光电性能的影响。实验结果表明,采用氧化铟锡陶瓷靶射频磁控溅射制备的ITO薄膜沿(222)晶面生长,薄膜紫外透射光谱的吸收截止边带随着衬底温度和氧分压的升高向短波长方向漂移。