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%.     

微晶硅材料高速生长及其在太阳能电池中的应用

高气压耗尽RF-PECVD在高速生长优质微晶硅材料和太阳能电池方面具有巨大的优势.采用这种沉积方法,本征微晶硅材料的生长速度提高到0.32 nm/s,晶化率达58.2%.把这种高速生长的微晶硅材料用作太阳电池的本征吸收层,在没有优化工艺参数和没有采用ZnO增反电极时,电池的转换效率达到4.8%.     

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.     

本征微晶硅薄膜的结构演变及其对太阳电池光伏性能的影响

采用高压射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）方法制备本征硅薄膜和n-i-p结构太阳电池,研究了氢稀释率对本征硅薄膜的电学特性和结构特性的影响. 采用光发射谱（OES）和喇曼（Raman）散射光谱研究了处于过渡区的本征硅薄膜的纵向结构演变过程. 结果表明：光发射谱和喇曼散射光谱可以作为研究硅薄膜的纵向结构演变有效手段. 随着氢稀释率的增加,硅薄膜从非晶相向微晶相过渡时,其纵向结构的改变会严重影响硅薄膜太阳电池的光伏性能.     

微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用

微晶硅（μc—Si：H）是国际公认的新一代硅基薄膜太阳能电池材料。综述了微晶硅的基本特性,器件质量级材料的表征参量,材料的生长技术,微晶硅在太阳电池中的应用及其发展前景。     

掺杂B(CH)3的P型a-SiC:H层及a-Si:H电池的P/I界面研究

研究了衬底温度、反应气体流量等工艺条件对掺杂B(CH3)3(TMB)的P型氢化非晶硅碳(a-SiC:H)窗口材料性能的影响,获得了电导率达到8.97×10-7 S/cm、光学带隙大于2.0 eV的P型a-SiC:H窗口材料.研究了单结电池P型a-SiC:H窗口层的CH4流量与P、I层制备温度三者间的匹配关系.结果表明,随着衬底温度的提高,需要更多的CH4流量以增大P型窗口层的带隙Eg和电池的短路电流密度Jsc;沉积系统中,P型窗口层的温度比本征吸收层高25～50 ℃时,电池性能较好.研究了3种类型的P/I缓冲层对单结电池性能的影响.大量实验表明,不掺B的C缓冲层适合于低温和小CH4流量情况使用;掺B的C缓冲层 不掺B的C缓冲层适合于高温和大CH4流量情况使用;采用不掺B的C缓冲层的电池光稳定性高于采用B、C渐变缓冲层的电池.研究还表明,采用新型TMB作为P型窗口层掺杂剂的电池比传统采用B2H6作为P型窗口层掺杂剂的电池转换效率提高约1.0%.     

非晶孵化层对高速生长微晶硅电池性能的影响

采用高压高功率的甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,以不同的反应气体总流量制备出沉积速率大于1nm/s、次带吸收系数(α0.8eV)小于2.5cm-1且具有相同晶化率的本征微晶硅薄膜,然而将其应用在微晶硅电池中时,电池性能却有明显差异.通过对微晶硅电池的光、暗态J-V,量子效率(QE)和微区拉曼(Raman)测试发现,微晶硅薄膜中非晶孵化层厚度的不同是引起电池性能差异的主要原因.反应气体总流量较低时沉积的微晶硅薄膜具有较厚的非晶孵化层,阻碍了载流子的输运,使电池的长波光谱响应下降,从而降低了电池的短路电流密度与填充因子;而增加总气体流量,有效减小了微晶硅薄膜中的非晶孵化层的厚度,从而使电池性能得到改善.最后在总气体流量为500sccm时,制备得到沉积速率为1nm/s,效率为7.3%的单结微晶硅太阳电池.     

a-SiCx∶H和β-SiC中Er缺陷结构及其1.54μm发光探索

本文提出在宽带隙的a SiCx∶H或 β SiC中共掺铒和氧以实现铒的 1 5 4μm光发射。用集团模型和电荷自洽的EHMO理论计算了 β SiC中Er缺陷的电子结构 ,并在实验上实现了Er在a SiCx∶H中的 1 5 4μm光致发光(77K) .结果表明 ,β SiC或a SiCx :H有可能是实现Er的 1 5 4m室温高效发光的优良基质材     

Optimization of n/i and i/p buffer layers in n-i-p hydrogenated microcrystalline silicon solar cells

Hydrogenated microcrystalline silicon （μc-Si：H） intrinsic films and solar cells with n-i-p configuration were prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition （PECVD）. The influence of n/i and i/p buffer layers on the μc-Si：H cell performance was studied in detail. The experimental results demonstrated that the efficiency is much improved when there is a higher crystallinity at n/i interface and an optimized a-Si：H buffer layer at i/p interface. By combining the above methods, the performance of μc-Si：H single-junction and a-Si：H/μc-Si：H tandem solar cells has been significantly improved.     

氧分压对低温反应热蒸发制备ITO薄膜性能的影响

采用反应热蒸发法制备ITO薄膜,详细研究了氧分压对薄膜的晶体结构及光电性能的影响。当氧分压较小时,在XRD谱中发现了对应于SnO(112)晶向的衍射峰,随着氧分压的增大,薄膜的晶体结构变得完整,性能得到了改善,在较低的衬底温度下(TS=160℃)获得最小的电阻率为5.3×10-4Ωcm,但是,当更多的氧进入薄膜后一方面填充了氧空位,另一方面与Sn4+相结合形成复合中性粒子(Sn+In)2O"i,使得锡的掺杂作用减弱,薄膜的电阻率增大,同时在近红外区域的透过率增大。