衬底材料对μc-Si:H薄膜结构特性的影响

对在不锈钢和玻璃衬底上沉积的μc-Si：H薄膜进行了拉曼光谱和扫描电子显微(SEM)分析。拉曼分析显示在相同的工艺参数下,玻璃衬底上沉积的μc-Si：H薄膜的晶化率高于不锈钢衬底上沉积的薄膜,这可能是由于衬底与等离子体之间的电势差不同和衬底表面形貌两方面所致。SEM观察表明玻璃衬底上沉积的μc-Si：H薄膜由尺寸介于200～100nm的团簇构成。     

氢化微晶硅薄膜制备过程中的氧污染问题

采用光发射谱(OES)测量技术,实时监测了不同本底真空制备条件下氢化微晶硅(μc-SiH)薄膜沉积的氧污染程度.样品的X光电子能谱(XPS)与傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)测量结果表明不同氧污染条件下制备所制备μc-SiH薄膜中,氧以不同的键合模式存在.氧污染程度较低时,氧主要表现为O-O与O-H键合;氧污染严重时,则以Si-O键合占主导.通过Raman光谱、电导率与激活能的测量进一步发现μc-SiH薄膜的结构特性与电学特性随沉积过程中氧污染程度不同发生显著的变化,而且这种变化不同于氧污染对a-SiH薄膜的影响.     

CO_2/SiH_4气体流量比对氢化硅氧(SiO_x:H)薄膜微结构和光学特性的影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法,以不同的二氧化碳与硅烷气体流量比(R_C=[CO_2]/[Si H_4]=0、0.5、1、2)和不同的衬底温度(200和250℃)在高气压(220 Pa)和高功率密度(1 W/cm~2)条件下制备了一系列的氢化硅氧(SiO_x∶H)薄膜。运用Raman谱、XRD和紫外-可见光透射谱(UV-VIS)对材料的微结构和光学特性进行测试与分析。实验发现,薄膜沉积速率高达0.60 nm/s;同时,随着掺入气体CO_2流量增加,薄膜由微晶+非晶两相结构逐渐转化为非晶相;在500~750 nm波长范围内,氧的掺入使薄膜折射率下降(从3.67到2.65)、光学带隙增大(从1.52~2.26 eV)。     

多晶硅太阳电池的等离子体预处理研究

采用H2、NH3和H2 NH3等离子体在沉积氮化硅薄膜之前对多晶硅片进行预处理,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)制备氮化硅薄膜,然后印刷烧结.利用准稳态光电导衰减法(QSSPCD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和紫外可见近红外分光光度计(UV-VIS)等手段研究了等离子体预处理对多晶硅少子寿命的影响以及等离子体预处理对氮化硅薄膜FTIR光谱的影响和多晶电池性能的影响.结果表明:经等离子体预处理后多晶硅的少子寿命有所提高,使用H2 NH3混合等离子体预处理后,制备的多晶电池的性能有明显提高,短路电流能提高约7%.     

微晶硅沉积的射频等离子体辉光发射谱

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术在高沉积功率、低衬底温度的条件下沉积微晶 硅薄膜材料。光发射谱(OES)测量技术对等离子体辉光进行在线监测、分析,能够对等离子体中的生成物进行 判别。实验表明,随着硅烷浓度的增加,等离子体中SiH*、Hβ*、Hα*和H2*缓慢增大,而Hα*／SiH*单调下降; 随着辉光功率的增大,Hα*迅速增大,而SiH*、Hβ*和H2*趋于饱和,Hα*／SiH*单调上升;等离子体的辉光强度 主要跟SiH、Hβ*和H2*数量成正比。     

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。     

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%。     

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。     

VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池初步研究

研究了用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备的不同沉积气压下的微晶硅薄膜样品。随着沉积气压的逐渐增大,样品的沉积速率也逐渐增大;样品的光敏性和激活能测试结果表明：随气压的变化两者发生了规律性一致的变化;傅立叶变换红外(FTIR)测试表明制备的样品中含有一定量的氧,使得样品呈现弱n型;室温微区喇曼光谱测试分析得到样品的微晶化特征与IR的分析是一致的,用高斯函数对喇曼谱解谱分析定量得出了晶化程度;分析了H处理p／I界面对电池性能的影响;首次在国内用VHF-PECVD制备出效率达4．24％的微晶硅电池。     

类p-I-n结构n+(μc-Si∶H)/p(poly-Si)/p+(poly-Si)薄膜太阳电池的热平衡态特性数值分析

通过应用Scharfetter-Gummel解法,数值求解Poisson方程,对热平衡态n+(μc-Si∶H)/p(poly-Si)/p+(poly-Si)薄膜太阳电池进行计算机数值模拟.说明类p-i-n结构设计使电池获得了较高的短路电流JSC,而中间层p(poly-Si)的掺杂有利于提高电池的短波量子效率特性,还讨论了n+(μc-Si∶H)和p+(poly-Si)等层厚度对光生载流子收集的影响.