【摘 要】
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本文采用改进大面积(45cm×45cm)等离子增强化学气象沉积(PECVD)方法,在玻璃衬底上制备p型氢化微晶硅薄膜(μc-Si:H),用于薄膜硅太阳电池背场及背电极接触.在三甲基硼烷流量比0.66﹪、反应温度250℃条件下沉积得到薄膜表面电阻率0.03～1.20Ω·cm,晶化度45﹪～50﹪.进一步研究了沉积时间及源气体流量比、压力等工艺参数对薄膜特性的影响.采用暗特性曲线、四探针、拉曼以及椭偏
【机 构】
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中山大学理工学院,广州,510275;Laboratory and Service Center Fraunhofer ISE Gelsenkirchen45984 德国
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本文采用改进大面积(45cm×45cm)等离子增强化学气象沉积(PECVD)方法,在玻璃衬底上制备p型氢化微晶硅薄膜(μc-Si:H),用于薄膜硅太阳电池背场及背电极接触.在三甲基硼烷流量比0.66﹪、反应温度250℃条件下沉积得到薄膜表面电阻率0.03～1.20Ω·cm,晶化度45﹪～50﹪.进一步研究了沉积时间及源气体流量比、压力等工艺参数对薄膜特性的影响.采用暗特性曲线、四探针、拉曼以及椭偏光谱扫描等方法对薄膜结构和光学特性进行分析;根据阿仑尼乌斯方法、Urbach方法等探求薄膜激活能及缺陷态分布.在此基础上沉积了pin结构微晶硅薄膜太阳电池.
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本文制作的是平面结聚光硅太阳电池,它的应用光强为十个太阳.采用的是0.5～1Ω·cm的p型〈100〉电池片.因为此聚光电池是用在特殊场合,考虑到栅线的横截比、周长以及沟槽的形貌对于电池的性能有着极大的影响,所以设计了特殊的栅线结构.选用的硅片尺寸为25cm×98cm.主栅长97.5mm、宽2mm,栅线间距是0.06mm.细栅长22.6mm,间距是0.5mm.通过改变激光机的频率、电流以及速度,利用
氧是太阳电池用铸造多晶硅的主要杂质.本文通过傅立叶红外吸收光谱,准稳态光电导衰减少子寿命测试仪和太阳电池测试仪研究了硅衬底中的氧沉淀对电池性能的影响.在对硅片做了不同温度和步骤的退火后,发现铸造多晶硅退火特性与直拉单晶硅有很大的不同.在多晶硅晶粒内部氧沉淀很少,大部分氧沉淀都聚集在晶界处.750℃～950℃中温退火对电池性能影响很小,1050℃高温退火后,电池性能急剧下降.650℃低温预处理对电池
本文分别对不同薄层电阻的扩散片制成的单晶硅太阳电池和同样薄层电阻不同频率沉积的SiNx薄膜的单晶硅太阳电池的光谱响应进行了比较,从理论上分析了随着薄层电阻的增大和采用低频(40kHz)的PECVD沉积SiNx薄膜,短波响应得到提高的原因.光谱响应峰值随着薄层电阻的增大逐渐向短波方向移动.当薄层电阻和SiNx薄膜匹配最佳时,电池的光谱响应最好,其光谱响应峰值大幅度向短波方向移动.
本文介绍了自行研制的丝网印刷磷浆的主要理化特性,并在自制的快速扩散炉上对其扩散行为进行了研究,比较了不同磷浆浓度,不同快速扩散温度及不同扩散时间对扩散结果的影响.研究发现,扩散后的主要参数如方块电阻、结深及表面浓度可控,扩散杂质浓度分布陡峭.高质量的丝网印刷磷浆的制备及其优异的快速扩散特性,可用于低成本制备选择性发射极太阳电池.
在CdTe与金属背电极间形成稳定的低电阻接触,有助于CdTe太阳电池的工业化生产.本文采用硝酸-冰乙酸腐蚀CdTe薄膜并用真空蒸发法沉积了铜背接触层材料,制备了CdTe太阳电池.XRD测试结果表明在膜面生成了富碲层,SEM的结果说明硝酸-冰乙酸腐蚀为各向同性刻蚀.对背接触层材料进行退火处理,获得了转化效率9.688﹪的CdTe太阳电池.
实现高速沉积对于薄膜微晶硅太阳电池产业化降低成本是一个重要手段.本文采用超高频等离子体增强化学气相沉积技术,实现了微晶硅薄膜的高速沉积,并考察了气体总流量在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率、光电特性和结构特性的影响,获得了沉积速率达到12(A)/s的器件质量级微晶硅薄膜材料.采用沉积速率12(A)/s的微晶硅材料制备微晶硅电池,在未优化的情况下电池效率达到了5.3﹪.
本文以Si2H6和GeF4为源气体,用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术在不同衬底温度和功率条件下制备了硅锗薄膜材料.我们首先对材料的光电导和暗电导进行了测量,通过研究材料的光、暗电导的比值来分析材料的光学特性,然后用喇曼光谱和X射线衍射对材料的结构进行了研究.结果表明:硅锗材料的光暗电导比在等离子功率为30W、衬底温度为300℃时达到1000以上,随温度的升高、功率的增大硅锗材料的结构逐渐由非晶
固相晶化(SPC)技术制备太阳电池是值得研究的方向.我们用电化学电解的方法在硅片上制备了多孔硅,在多孔硅上用PECVD设备沉积了非晶硅薄膜,对非晶硅薄膜在550℃进行了固相晶化.用拉曼光谱仪、XRD和扫描电镜等手段对硅薄膜进行了测试研究.研究表明,在多孔硅上的固相晶化比石英衬底上的要快,结晶膜中和多孔硅相同的(100)晶向占优,表明多孔硅是很好的作固相晶化籽晶层的材料.多孔硅还是很好的实现层转移的
硅烷浓度是影响等离子体增强化学气相沉积硅薄膜材料特性的一个重要参数.本文通过调节硅烷浓度,得到了系列位于非晶/微晶过渡区内的材料.研究发现:在非晶/微晶过渡区内存在着一个特别的区域,该区域内的材料光敏性比普通非晶硅高.以这部分材料作为太阳电池的本征层,通过优化电池结构,在SnO2衬底上制备pin型太阳电池,电池的初始开路电压(Voc)达到了0.916V.
本文研究了金属有机化学汽相沉积(MOCVD)技术制备的B掺杂ZnO薄膜.通过B掺杂的系列实验,在B2H6流量为10sccm条件下,我们生长出了厚度为1000nm、类金字塔状绒面结构、电阻率为1.2×10-3Ωcm、平均透过率～85﹪和迁移率为～30cm2/Vs的ZnO薄膜.将其用作硅薄膜太阳电池的前电极,电池性能与日本Asahi-UTypeSnO2作前电极的电池相当.