各阶段缓冲层对单结非晶硅锗电池的影响

通过等离子体增强化学气相沉积工艺制备非晶硅锗电池各层材料,系统地研究了非晶硅锗(a-Si Ge∶H)电池中各界面缓冲层和本征层Ge含量的缓变过渡对电池性能的影响。研究发现,P/I界面缓冲层的a-Si C∶B可以用a-Si C替代,来降低带隙失配;在不同的氢稀释条件下制备出光敏性在105以上的a-Si Ge∶H本征层材料;通过调整P/I界面非晶硅锗缓冲层的制备工艺,设计"V"型电池结构,以及优化I/N界面,制备出效率7.53%的非晶硅锗电池(未加减反射层)。     

SiGe∶H薄膜太阳能电池研究进展

针对氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜太阳能电池在发展过程中所面临的问题,阐述了氢化硅锗(SiGe∶H)薄膜在太阳能电池制备方面的优越性及其最新研究进展,总结了提高SiGe∶H薄膜太阳能电池效率的几种方法,着重介绍了叠层太阳能电池内部运行机理,分析了影响叠层太阳能电池转换效率的因素,最后对SiGe∶H薄膜材料在太阳能电池领域的应用前景以及一些亟待解决的问题进行了展望。     

非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究

以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜, 获得性能优良的宽带隙p型半导体材料, 再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层, 最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池. 利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙, 并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数, 再分析电池的光谱响应特性. 实验表明, 掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽, 以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层, 能够改善电池的光谱响应特征, 并提高转化效率达10%以上.     

用于HIT太阳能电池的本征非晶硅薄膜

带本征薄层的异质结（HIT）太阳能电池要求本征非晶硅薄膜具有生长速率低，暗电导大，光学带隙宽的特点。采用等离子增强化学气相沉积（PECVD）制备符合HIT太阳能电池要求的本征非晶硅薄膜，并通过分析薄膜的透射光谱，采用Tauc法计算了薄膜的光学带隙，为约1．87eV，衬底温度为180℃，放电功率为80W时获得的薄膜性能最佳。     

束流对氢离子源辅助磁控溅射制备a-Si:H薄膜结构特性的影响

利用氢离子源辅助磁控溅射制备氢化非晶硅薄膜(a-Si:H),借助拉曼光谱仪、红外光谱仪和椭圆偏振光谱仪等分析测试手段,研究氢离子源束流对a-Si:H薄膜结构特性影响规律。结果表明采用氢离子源辅助磁控溅射制备a-Si:H薄膜,有利于改善a-Si:H薄膜结构特性;当离子源束流为5 mA时,薄膜的结构特性最优,a-Si:H薄膜在0.8 eV处的吸收系数、氢含量、微结构因子和光学带隙分别是0.7 cm~(-1)、10.2%(原子比)、0.47和2.02 eV。表明采用氢离子源辅助磁控溅射制备a-Si:H薄膜满足器件要求。     

高效本征薄层异质结(HIT)太阳电池技术研究进展

高效本征薄层异质结(HIT)是由本征钝化层沉积在a-Si/c-Si界面处组成,这种硅异质结(SHJ)结构由于钝化性能好,实际效率值往往比同质结电池更高。本文首先介绍了HIT高效电池发展现状、电池基本结构的特点,然后从制备工艺、钝化原理、能带带阶等几个方面对衬底层、非晶硅层(本征/掺杂)、TCO薄膜以及金属格栅电极展开讨论,并对未来高效HIT电池的工业化发展趋势做了展望。     

对非晶硅薄膜进行快速磷扩散以获得本征薄层异质结

本征薄层异质结(HIT)太阳能电池具有优异的性能,包括效率高、成本低、稳定性好、制备温度低等。本研究利用磁控溅射技术在p型单晶硅(pc-Si)衬底上制备一定厚度的本征非晶硅薄膜(i-a-Si),以磷纸为扩散源,通过快速热扩散(RTD)方法进行扩散得到具有p-n结的掺杂非晶硅层(n+-a-Si),最终得到n+-a-Si/i-a-Si/c-Si的异质结结构。系统地研究了扩散过程对a-Si膜(包括i-a-Si和n+-a-Si)晶化程度以及p-n结深度的影响,利用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)仪、台阶仪、扫描电镜(SEM)等对a-Si膜进行表征,并利用金相显微镜测量p-n结(采用磨角染色法染色)深度,从而获得制备p-n结的最佳扩散温度和时间。     

衬底温度对氢离子束辅助磁控溅射制备a-Si∶H薄膜结构特性的影响

利用氢离子束辅助磁控溅射制备氢化非晶硅薄膜(a-Si∶H),借助拉曼光谱仪、红外光谱仪和椭圆偏振光谱仪等分析测试手段,研究衬底温度对a-Si∶H薄膜结构特性影响规律。结果表明在合适的衬底温度下氢离子束辅助磁控溅射制备的a-Si∶H薄膜具有较好短程有序度和中程有序度;当衬底温度为200℃时,薄膜的结构特性最优,a-Si∶H薄膜的次带吸收系数为0.46 cm~(-1)、氢含量为10.36%(原子比)、微结构因子为0.68和光学带隙为1.94 e V。     

掺稀土元素a-Si∶H材料特性的研究

本文报导了将稀土元素钇(Y)掺入非晶硅中,获得了一种新的 a-Si∶H(Y)材料的实验结果。实验证明掺钇的 a-Si∶H 材料较 a-Si∶H 合金电阻率显著下降,当掺钇浓度达8%时,材料的室温电阻率可下降到～2Ω·cm。热探针测试表明该材料为 n 型。变温电导测量指出在室温附近是激活型延展态电子导电。光吸收测量给出在可见光范围 a-Si∶H(Y)较 a-Si∶H 吸收系数普遍增大,当掺钇浓度达5%时,光学带隙约为1.38eV。红外吸收测量发现,a-Si∶H(Y)材料存在一个宽的1500～2100cm~(-1)范围的吸收带,并且在波数大于2600cm~(-1)时,随波数的增加吸收逐渐增强。     

a-Si∶H叠层薄膜太阳电池的最佳设计的计算机模拟

为了更好地利用太阳光谱,提高电池效率,可以在单结电池最佳设计的基础上采用叠层技术.本文对a-Si∶H叠层薄膜太阳电池进行了计算机模拟, 提出各层电池的禁带宽度最佳匹配以及各层电池本征层的最佳厚度的设计方案.计算表明,当单结电池效率为12.09%时,三叠层电池的效率增加至16.93%,但进一步增加电池的层数,电池效率的增加变得缓慢.另外,禁带宽度对本征层最佳厚度也有一定的依赖关系.禁带宽度越大,本征层最佳厚度也越大.     

a—Si／CIS叠层太阳能电池的光诱导性能衰退和稳定性分析

基于pin结构a-Si:H太阳能电池中的空间电荷效应，讨论a-Si/CIS叠层太阳能电池的稳定性。结果表明，光生空穴俘获造成的a-Si:H中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布，普遍抬高a-Si:H薄膜中电场强度。在光照射下，空间电荷效应不会给a-Si/CIS叠层结构中的a-Si:H薄膜带来准中性区（低场“死层”），因而没有发生a-Si/CIS叠层太阳能电池顶电池（p-i-n a-Si:H)的光诱导性能衰退，a-Si/CIS叠层结构太阳能电池具有较高的光稳定性。     

非晶硅叠层太阳能电池的现状与发展方向

对非晶硅叠层太阳能电池的现状及发展动态进行了综述。分析了目前阻碍非晶硅太阳能电池进一步发展和应用的制约因素 ,提出了非晶硅叠层太阳能电池是今后进一步开发非晶硅太阳能电池的重要方向。介绍了美国Solarex公司的 4平方英尺和 8平方英尺叠层非晶硅太阳能电池的生产线及其工艺 ,并就低成本大批量生产具有较高稳定性的叠层太阳能电池的关键技术如选择和制备优质底电池的i层材料、提高生产率等进行了讨论     

非晶硅叠层太阳能电池的现状与发展方向

对非晶硅叠层太阳能电池的现状及发展动态进行了经述。分析了目前阻碍非晶硅太阳能电池进一步发展和应用的制约因素，提取了非晶硅叠层太阳能电池是今后进一步开发非晶硅太阳能电池的重要方向。介绍了美国Ｓｏｌａｒｅｘ公司的４平方英尺和８平方英尺叠层非晶硅太阳能电池的生产线及其工艺，并就低成本大批量生产具有较高稳定性的叠层太阳能电池的关键技术如选择和制备优质底电池的ｉ层材料，提高生产率等进行了讨论。     

非晶硅锗薄膜电池研究进展及发展方向

本文主要介绍硅基薄膜电池中非晶硅锗电池的研究,总结国内外不同机构和单位研究方向及研究结论。结合对硅锗电池的诸多研究介绍单结非晶硅锗电池以及叠层电池的研究现状。根据最新的研究问题分析预测硅锗薄膜电池的发展方向。     

a-Si:H基薄膜中SiH及SiH_2键构成对n型直拉单晶硅片钝化效果的影响研究

n型单晶硅表面本征非晶硅基薄膜(a-Si∶H)的钝化作用是高效率非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的关键。本文采用掺氧和热处理的方式改变本征非晶硅基薄膜(a-Si∶H)样品中Si H和Si H2键构成,利用Sinton WCT-120少子寿命测试仪及傅里叶红外光谱测试仪分析样品性能,研究Si H和Si H2键构成对n型直拉单晶硅片(n-Cz-Si)表面钝化效果的影响。结果表明:1掺氧和热处理均会增加a-Si∶H中Si H2键相对于Si H键的比例;2在200~350℃范围内,随着热处理温度的升高,薄膜中Si H2键相对于Si H键的比例增加,薄膜对n-Cz-Si的钝化效果先变好,在275℃时达到极值后变差;3a-Si∶H薄膜中Si H2键和Si H键的相对含量对n-Cz-Si表面的钝化效果有直接的影响,根据实验结果,Si H2与Si H键相对含量在一定范围时钝化效果最好,过高或过低均不利于钝化。     

a-Si：H叠层薄膜太阳电池的最佳设计的计算机模拟

为了更好地利用太阳光谱，提高电池效率．可以在单结电池最佳设计的基础上采用叠层技术。本文对a-Si：H叠层薄膜太阳电池进行了计算机模拟，提出各层电池的禁带宽度最佳匹配以及各层电池本征层的最佳厚度的设计方案。计算表明，当单结电池效率为12．09％时，三叠层电池的效率增加至16．93％，但进一步增加电池的层数，电池效率的增加变得缓慢。另外．禁带宽度对本征层最佳厚度也有一定的依赖关系。禁带宽度越大，本征层最佳厚度也越大。     

ICPCVD低温生长非晶硅的工艺及光学特性研究北大核心CSCD

文章利用ICPCVD在100℃及以下玻璃和蓝宝石片衬底上生长非晶硅薄膜,并通过调节Ar和SiH4气体流量比例、射频功率及衬底温度等参数,实现低温下高质量非晶硅薄膜的生长。随后用拉曼光谱表征分析研究了衬底温度变化对非晶硅薄膜沉积质量的影响,并计算出衬底温度为100℃时,非晶硅薄膜的结晶分数和微晶尺寸分别为64.4%和4.7 nm。此外还研究了非晶硅薄膜折射率和透过率等光学特性,并计算出薄膜的光学带隙最低为1.68。最后制备了两种a-Si/SiO_(2)/a-Si布拉格反射结构,厚度分别为36/100/41 nm和62/132/60 nm。两种结构在可见光和红外波段分别实现了90.4%和88.9%的最高反射率。     

a-Si∶H/a-SiC∶H多层薄膜的光、电特性研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,以SiH_4、CH_4和H_2为反应气体,在单晶硅和石英衬底上制备a-Si∶H/a-SiC∶H多层薄膜。利用透射电子显微镜(TEM)对样品的微结构进行了表征,同时对其电子输运性质和光吸收特性进行了实验研究。结果表明,本实验条件下制备的多层薄膜样品为非晶态多层薄膜结构,并且样品具有良好的周期性结构和陡峭的界面特性。室温条件下,样品在垂直方向上呈现出多势垒顺序共振隧穿特性。由于量子限制效应,当a-Si∶H势阱层厚度8nm,随着势阱层厚度减小,样品的光学带隙增大,光吸收系数减小。     

CIGS叠层太阳能电池的中间层及稳定性的研究进展

叠层太阳能电池的问世开创了廉价、大面积、高效率太阳能电池制造与应用的新时代,当前研究最深入、应用最广泛的叠层电池主要有非晶硅/微晶硅(α-Si∶H/mc-Si∶H)的硅基叠层电池以及GaInP/GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物叠层电池,但是这两类叠层电池在长期光照下性能会发生衰退,影响电池的实际应用。因此人们为制造高稳定性和良好匹配度的叠层电池进行了不懈的努力,包括改进电池制造工艺和开发新材料体系的叠层电池等。铜铟镓硒(CIGS)是一种光吸收系数很高的材料且具有优异的光电性能,但CIGS叠层太阳能电池在光电转换过程中的衰减特别快,稳定性较差,远远达不到其理论效率;另外,CIGS硒化物的黄铜矿结构难以控制,导致其电学性能较差。将CIGS与Si电池叠加起来形成叠层电池,两者性能互补,既可提高CIGS材料的电导率,又可以拓宽Si电池的太阳光吸收波长范围。本文归纳了CIGS叠层太阳能电池器件的研究进展,并总结了各种叠层电池的中间结合层AZO(ZnO∶Al)、FTO(SnO_2∶F)、ITO(In_2O_3∶Sn)等的结构以及光电性能等方面的特点,从中间层、结构以及温度控制等方面论述了影响CIGS叠层太阳能电池稳定性的因素,分析了CIGS叠层太阳能电池面临的问题并展望了其前景,以期为制备稳定和高效率的新型CIGS叠层太阳能电池提供参考。     

非晶硅薄膜表面与非晶须特性

利用透射电子显微镜(TEM),观测到未见报道的须状微结构,称为非晶须。提出非晶须可能的生长条件是淀积系统中出现大的过饱和气压。X 射线光电子能谱分析表明,非晶硅与其表面SiO_2之间存在化学成分为 SiO_x(0相似文献