Modified textured surface MOCVD-ZnO:B transparent conductive layers for thinfilm solar cells

Modified textured surface boron-doped ZnO （ZnO：B） transparent conductive layers for thin-film solar cells were fabricated by low-pressure metal organic chemical vapor deposition （LP-MOCVD） on glass substrates. These modified textured surface ZnO：B thin films included two layers. The first ZnO：B layer, which has a pyramid- shaped texture, was deposited under conventional growth conditions, and the second layer, which has a sphere- like structure, at a relatively lower growth temperature. Typical bi-layer ZnO：B thin films exhibit a high electron mobility of 27.6 cm^2/（V.s） due to improved grain boundary states. For bi-layer ZnO：B, the haze value increases and the total transmittance decreases with the increasing film thickness of the second modification layer. When applied in hydrogenated microcrystalline silicon （μc-Si：H） thin-film solar cells, the modified textured surface ZnO：B layers present relatively higher conversion efficiency than conventional ZnO：B films.     

RF-PECVD法制备高Ge含量微晶Si-Ge薄膜及太阳电池

采用射频等离子体增强化学气相沉积 (RF-PECVD) 技术,研究了衬底温度对高Ge 含量(≈50%)微晶Si-Ge(μc-SiGe:H)薄膜结构特性 和电学特性的影响。结 果表明:较低的衬底温度会抑制 μc-SiGe:H薄膜(220)晶向的择优生长;而当衬底温度过高 时,μc-SiGe:H薄膜的O含量和微 结构因子较大。在衬底温度为200℃时,获得了光电特性和结构特性 较优的高Ge含 量μc-SiGe:H薄膜。将优化好的μc-SiGe:H薄膜应用到电池中,在本征层 为600nm的情况下, 获得了转换效率为3.31%(J_sc=22.5mA/cm²,V_oc=0.32V,FF=0.46)的单结μc-Si Ge:H电池,电池在1100nm处的光谱响应 达5.49%。     

氧流量对绒面氧化锌透明导电薄膜性能的影响

利用中频脉冲磁控溅射工艺制备了低阻高透过率的ZAO薄膜,用湿法腐蚀的方法将制备的平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间得到绒面ZAO薄膜.研究了氧流量对腐蚀后薄膜表面形貌的影响.结果表明,随着氧流量的增大腐蚀后薄膜的表面形貌由花瓣状逐渐为适合太阳电池的陨石坑状,在氧流量为3.6 sc-cm时(氩流量为12 sccm)得到最好的绒面ZAO薄膜,继续增加氧流量,薄膜开始变得粗糙,说明薄膜的表面形貌又变差.     

MOCVD制备的ZnO薄膜及其在太阳电池背电极应用

研究了利用LP-MOCVD技术制备的不同B掺杂浓度对ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响.对XRD和SEM的研究结果表明,B掺杂对ZnO薄膜的微观结构有重大影响.通过优化工艺,当B2H6流量为17sccm(约1%掺杂浓度)时,在20cm×20cm大面积衬底上生长出厚度为700nm,方块电阻为38Ω/□,透过率大于85%,迁移率为17.8cm2/(V·s)的绒面结构ZnO薄膜.其应用于太阳电池背反射电池后,可使电池短路电流提高将近3mA,使20cm×20cm面积的a-Si集成电池效率高达9.09%.     

P型微晶硅材料及在薄膜太阳电池上的应用

采用VHF—PECVD技术沉积硼掺杂的P型微晶硅薄膜材料,在硅烷浓度（SC）为0．8％,反应气压93Pa时,随等离子体功率的增加,材料的晶化率和电导率先增大,后减小;薄膜的透过率随功率的增大而增加。将获得的P型微晶硅薄膜应用在微晶硅薄膜太阳电池中,电池结构为glass／pμc-Si：H／I-μe-Si：H／n-μc-Si：H／Al,厚度约1μm,没有背反射电极的情况下,电池效率达到了7．32％（Voc=0．520V,Jsc=21．33mA／cm^2,FF=64．74％）。     

Si基薄膜叠层太阳电池中光的优化分配

以带有中间层的Si基薄膜叠层电池为研究对象,模拟了中间层对入射光在叠层电池中传播和分配的影响,对中间层的材料选择提出了优化方案,并以ZnO作中间层,实验验证了其对入射光的管理作用.模拟结果表明,引入适当的中间层,既能提高短波段的反射率,又能明显增加长波段光的透过率.加入ZnO中间层,可使厚为200 nm的顶部非晶硅(a-Si)电池的短路电流提高14.1%.     

VHF-PECVD法制备P型微晶硅锗的研究

以SiH4和GeF4为反应气体,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备了P型微晶硅锗(P-μc-Si1-xGex)薄膜.研究GeF4浓度对P型微晶硅锗材料组分、结构及电学特性的影响.随GeF4浓度的增加,薄膜中的锗含量增加,暗电导和晶化率先增加,后减小;在薄膜厚度为72 nm,GeF4浓度为4%时,得到了电导率达1.68 S/cm,激活能为0.047 eV,晶化率为60%,在长波区域的平均透过率超过0.9的P型微晶硅锗.     

用VHF-PECVD技术研制大面积均匀硅基薄膜

首先对电极表面VHF频段电场分布进行了详细的物理分析,认为当激发频率在VHF频段时驻波和损耗波对电场均匀性分布影响很大,而通过选择不同的电源馈入方式可减小其影响。采用中心馈入法,对馈线和电极的连接方式进行了仔细研究,然后就工作压力、沉积功率、流量等工作参数对均匀性、沉积速率、材料特性的影响进行了研究。结果表明:在本文所研究的范围内,适当提高工作气压可以提高薄膜的均匀性,而功率的变化对均匀性影响不大;在一定范围内提高工作气压和功率都可提高沉积速率;从薄膜的质量来说,气压低时较好,而功率则应适当选择。通过优化沉积条件,我们在普通浮法玻璃上制备出了面积为23×24cm~2,厚度不均匀性为±1.4%,最高沉积速率达10.5/s,光敏性最大为2.25×10~5的a-Si:H薄膜材料。     

微晶硅材料和电池特性的相关研究

主要采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了系列微晶硅材料和电池。通过对材料电学特性、结构特性和电池间性能关系的研究,获得了高效率微晶硅薄膜太阳电池所对应材料的基本特性:暗电导在10~(-8)s/cm量级上,光敏性大于1000,晶化率约50%。进行了制备电池的开路电压和表观带隙之间关系的研究。     

VHF-PECVD法高速率沉积氢化微晶硅薄膜

采用光发射谱(OES)技术对氢化微晶硅(μc-Si：H)薄膜的甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)生长过程进行了原位监测,并对不同沉积条件下VHF等离子体中SiH和H的发光峰强度与薄膜沉积速率之间的关系进行了分析与讨论。通过Raman光谱、X射线衍射与扫描电子显微镜(SEM)测量,研究了μc-Si：H薄膜的结构特征与表面形貌。基于当前的沉积系统,对μc—Si：H薄膜沉积条件进行了初步优化,使μc—Si：H薄膜的沉积速率提高到2．0nm／s。