【摘 要】
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为适应宽光谱高效率硅基薄膜太阳电池应用需求,本文采用直流磁控溅射技术在553 K温度下生长太阳电池用氢化Mg和Ga共掺杂Zn0(HMGZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜.通过微观结构、表面形貌、电学及光学性能的测试和分析,详细地研究了氢气流量对MGZO薄膜结晶特性及光电性能的影响.实验结果表明:生长获得的HMGZO薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,择优取向为(002)方向.随着氢气引入,ZnO薄膜
【机 构】
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南开大学光电子薄膜器件与技术研究所;南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室;光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300071
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为适应宽光谱高效率硅基薄膜太阳电池应用需求,本文采用直流磁控溅射技术在553 K温度下生长太阳电池用氢化Mg和Ga共掺杂Zn0(HMGZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜.通过微观结构、表面形貌、电学及光学性能的测试和分析,详细地研究了氢气流量对MGZO薄膜结晶特性及光电性能的影响.实验结果表明:生长获得的HMGZO薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,择优取向为(002)方向.随着氢气引入,ZnO薄膜电阻率电阻率从177 Ω·cm急剧减小至7.2×10-3Ω·cm,进一步增加氢气流量造成了电阻率的轻微下降.所有生长获得的HMGZO薄膜平均光学透过率在波长λ～320-1100 nm范围内可达87％以上.由于Mg的作用及B-M效应的影响造成了带隙展宽,最高光学带隙Eg可达～3.7 eV.
其他文献
选择性发射极技术有效地解决了太阳能电池表面轻掺杂以避免“死层”和重掺杂来获得良好欧姆接触的矛盾,被公认为是一种有效提高电池光电性能的技术.本文报道了一种简单、低成本实现选择性发射极太阳电池的技术——磷墨技术.大规模生产中,在B级硅片上实现了平均效率为19.01％的选择性发射极电池,其中最佳效率达19.27％,而对比组(均匀结电池)的平均效率仅为18.56％.而且令人兴奋的是,这种选择性发射极电池的
作为多晶硅材料中最重要的缺陷之一,晶界可以向硅禁带中引入深能级从而降低硅片性能.本文利用特殊的(110)/(100)键合样品,研究了氢钝化对晶界电学性能的影响.采用有效载流子寿命表征和电流/电容-电压特性曲线的方法,研究氢钝化对晶界能级电学特性的影响,得到了氢钝化前后能级所处的位置以及所对应的载流子捕获截面.在氢钝化后,硅片的有效载流子寿命提高,晶界引入的能级位置变浅,晶界态密度和载流子捕获界面也
在有籽晶铸锭过程中,保护籽晶在硅料熔化阶段不被完全熔化是实现这一铸锭技术的关键.本文运用计算机模拟技术对改进型坩埚护板进行模拟研究,分析其在铸锭过程中对籽晶熔化界面及晶体生长界面的影响,并结合实际铸锭进行验证.结果表明,该改进型护板能有效提高硅料熔化后期坩埚底部的温度梯度,从而达到保护籽晶的目的,硅锭整体剩余籽晶高度差从改进前的10mm降低到改进后的2mm;同时,晶体生长界面较改进前也得到一定优化
本文采用导纳矩阵的法-等效界面模型和多层光学薄膜计算软件,模拟设计晶体硅太阳电池表面三层氮化硅减反射膜,然后结合实际生产电池片的减反射效果修正模拟参数,在计算机模拟和实验间找到平衡点.在设计时尽量使有最小反射率的光波长接近电池材料的光谱响应峰值,同时也要兼顾太阳光的光谱特性力争实现效益的最大化.初步的计算模拟给出三层氮化硅减反射膜的最佳厚度和相应折射率.计算出中心波长在630～650nm范围氮化硅
为降低多晶硅太阳电池的成本,研制冶金多晶电池的碱性腐蚀液制备表面织构的工艺.采用氢氧化钠与氯酸钠的混合溶液腐蚀冶金硅片表面进行陷光结构的制作.采用两种方案:富NaClO3和富NaOH体系的腐蚀液.在保证绒面的质量的基础上,为降低能耗,腐蚀过程尽可能降低反应温度,通过调节溶液配比及温度得到最佳工艺条件.阶段性工作给出,富NaClO3腐蚀液制绒的效果要明显优于富NaOH腐蚀系统.用扫描电子显微镜表征硅
选择性发射极结构为二维电池结构,这意味着传统的一维模拟软件已经不再适用了.本文使用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池进行了器件模拟和参数优化.为了使模拟结果更加接近真实的情况,采用了更符合实际情况的器件结构和根据现有电池I-V曲线拟合得到的参数设置.在此基础上,全面系统地研究了栅线、重掺杂区、轻掺杂区、电池表面钝化情况、晶体硅活性层电学质量等对选择性发射极晶体硅太阳电池光电性能的影响
本文主要阐述了近年来薄膜太阳电池用绒面结构氧化锌(Zn0)透明导电氧化物(transparent conductive oxides-TCO)薄膜以及光管理设计方面的研究进展.主要内容有等离子体刻蚀玻璃衬底技术,等离子体处理修饰Zn0薄膜表面技术、缓冲层生长Zn0薄膜技术和修饰层改善Zn0薄膜表面技术,多层膜生长设计以及直接生长绒面结构Zn0薄膜技术等.此外,对薄膜太阳电池中的先进光管理(ligh
采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,对用于三叠层中间电池的非晶硅锗P/I/N型单结电池进行研究.针对本征层锗含量提高造成其缺陷密度增大,电池的开路电压和填充因子随之下降的问题,通过对吸收层带隙梯度进行优化设计来改善限制载流子输运特性.
采用卷对卷PECVD设备在聚酰亚胺衬底上连续生长制作柔性硅基薄膜太阳电池,大面积(8cm×8cm)单结电池单片效率目前达到6％(AMO).采用电池片互联和层压技术制作薄膜电池组件,组件贴装比达到92％,平均面密度为320g/m2,转换效率衰减6％.
采用卷对卷(R0ll to roll)工艺制备100 cm2单结柔性非晶硅锗(a-SiGe)薄膜电池,主要研究了电池采用卷对卷工艺制备时锗烷的分解特性,讨论了薄膜材料中硅锗的元素比例随气体流量比的变化趋势,并与普通PECVD工艺进行对比研究;同时,通过拉曼及SEM测试表征研究了电池的开路电压等随硅锗流量比的变化趋势,批量生产出AM 0光谱下效率在5％左右的大面积单结非晶硅锗薄膜电池;最后,就目前卷