【摘 要】
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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
【机 构】
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南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,天津,300071;河北工业大学信息工程学院,天津,300132
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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转变为微晶.我们将这种材料应用于微晶硅锗薄膜(μc-SiGe)太阳能电池中,首次获得效率η=4.2﹪的μc-SiGe薄膜太阳能电池.
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用共蒸发法制备了ZnTe:Cu多晶薄膜,采用XRD(X射线衍射)、AFM(原子力显微镜)及XPS(X射线光电子能谱)等表征手段分析了薄膜结构、形貌、组分及Cu在ZnTe中的存在状态,并比较了它们在退火前后的变化.结果表明,刚沉积的薄膜为高度(111)择优的立方相结构;退火后膜变得均匀、致密,并出现六方相.XPS分析发现膜面呈现富Te现象,且富余的Te主要以氧化物和CuxTe相的形式存在.
采用Cu、In、Ga、Se一步共蒸发法低温制备CIGS薄膜.XRD分析表明一步共蒸发法制备的CIGS薄膜基本消除了(In,Ga)2Se3相.霍耳效应分析表明薄膜在不产生CuSe时,载流子浓度小于1016/cm3.将该工艺应用于聚酰亚胺衬底,制备的n-ZnO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo结构的太阳电池转换效率达到5.88﹪.
本文研究了磁控溅射的CuInGaSe2薄膜在CuCl2和InCl3溶液中浸泡10分钟后,进行快速热退火(RapidThermalProcess,RTP)对薄膜电学性能的影响.结果表明,In离子的掺入,产生了施主In,从而产生电子与P型的CuInGaSe2薄膜中的空穴复合,降低了载流子浓度,但是在适当的条件下提高了载流子迁移率.Cu离子的掺入,产生了Cu受主,从而产生了更多的空穴提高了CuInGaS
本文首次采用四氢喹啉为供电子母体、氰基乙酸为吸电子基团和吸附基团,并引入不同的噻吩桥链得到4个电子推拉型的纯有机染料敏化剂.在100mW/cm2的光强下,以染料3为敏化剂的太阳能电池的最大光电转化效率为3.84﹪,相同条件下,N3染料为敏化剂的太阳能电池的光电转化效率为6.40﹪.通过研究发现,引入噻吩乙烯或者噻吩桥链可以显著的改变染料的光吸收特性和电子传输特性.当引入多个噻吩乙烯或者噻吩结构后,
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﹪.