【摘 要】
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针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,本文采用磁控溅射及后腐蚀技术制备获得了高性能绒面铝掺杂氧化锌前电极.深入分析了氧化锌多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面结构及陷光特性的影响.研究结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦随之增大,绒度增大；随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势.当沉积氧化锌多晶薄膜初始厚度达2μm 时,获得的薄膜电
【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（南开大学,天津 大学）,天津 300071 河北工业大学 信息工程学院,天津 300
【出 处】
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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)
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针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,本文采用磁控溅射及后腐蚀技术制备获得了高性能绒面铝掺杂氧化锌前电极.深入分析了氧化锌多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面结构及陷光特性的影响.研究结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦随之增大,绒度增大；随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势.当沉积氧化锌多晶薄膜初始厚度达2μm 时,获得的薄膜电阻率小于3×10-4 Ωcm,经180s 稀盐酸(0.5 ％)腐蚀后,绒面氧化锌的均方根粗糙度达143 nm,400-1100 nm 平均透过率达81.4％,在500 nm 处绒度为84.3％,750 nm 处绒度可达73.8％,方块电阻小于5 Ω/sq,满足了硅基薄膜叠层电池对前电极的光电性能需求.
其他文献
光生诱导电流测试(Laser Beam Induced Current 简称LBIC)适合于薄膜电池等各类电池的性能表征.本文通过理论建模和扫描电池的LBIC 图像和Laser Beam Induced Voltage(LBIV)图像,比较了LBIC 和LBIV 测试方法的区别,指出LBIV 测量值是一平衡电压值,而不是局域的开路电压.
本文采用改进溶胶凝胶法(sol-gel)制备增强氮化硅涂层(SG 涂层),并将其应用于准单晶硅铸锭及普通多晶硅铸锭.实验结果显示：1)采用溶胶凝胶法制备的氮化硅涂层,早期强度较常规喷涂法制备的涂层有显著的提高；2)氮化硅涂层中有机物的添加会降低硅熔体与涂层间的非浸润性,涂层中有机物在加热过程中的碳化可能是其主要原因.铸锭应用结果显示：完整的SG工艺制备的氮化硅涂层可以满足准单晶硅铸锭脱模需要,同时
本文采用两步法对类单晶硅太阳电池的表面进行制绒,利用扫描电子显微镜和分光光度计测试绒面的表面形貌和反射率.测试结果显示：常温下,经两步法腐蚀制绒后的硅片表面形貌是金字塔与凹坑相结合,在波长650nm 处,其表面反射率介于单、多晶硅片的反射率(10％—22％)间,但从电池制作的整体工艺和成本考虑,先酸后碱的制绒方案优于其它方案.
为获得低折射率和高电导率要求的中间层薄膜,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术, 在低氢气流量下制备了n 型非晶硅氧薄膜.本文研究了CO2/SiH4气体流量比、硅烷浓度、沉积功率和PH3 掺杂浓度等工艺参数对硅氧薄膜的沉积速率,折射率,电导率,晶化率以及光学带隙的影响,并获得折射率为1.99, 电导率大于10-6S/cm 和带隙大于2.6eV 的非晶硅氧薄膜.
本文以玻璃为沉底材料,采用直流溅射工艺制备ZnO:Ga 薄膜.研究在不同退火时间下,ZnO:Ga 薄膜的结构特性,光学特性以及电学性能的变化情况.通过XRD 和SEM 测试发现随着退火时间的增长,晶粒尺寸逐渐变大,但是成膜质量先变好后变坏,退火时间控制在90 分钟时可以得到最优质量的薄膜.在此过程中,薄膜的透射率也呈现先增加后减小的趋势,退火时间60 分钟后达到最大的透过率.通过检测其电阻率,发现
利用较薄的光吸收层充分吸收太阳光是薄膜太阳电池的一大难点.本文利用有限时域差分法(FDTD)计算并设计了一种以图形化铝片为衬底的非晶硅薄膜太阳电池,通过调节图形化衬底的特征尺寸,实现了宽光谱的吸收增强,并通过实验进行了验证.图形化衬底一方面起到传统绒面陷光的效果,减少了对短波长光的反射,另一方面图形化的背反层还能促进金属表面等离子体共振的激发以及波导模式的耦合,有效提高了非晶硅吸收层对长波长光的吸
本文研究了基于多孔硅层转移技术的a-Si/c-Si 异质结太阳电池.先后利用LPCVD和HWCVD 在已退火的双层多孔硅上生长晶硅薄膜和非晶硅层.采用SEM、Raman、XRD微波光电导衰减测试、I-V 特性测试和量子效率测试仪分别对双层多孔硅、外延硅薄膜及异质结电池进行了分析.结果表明：双层多孔硅经退火后,小孔层发生了闭合,大孔层孔径增大；1100℃、100Pa 下外延生长的硅薄膜的质量最好,且
采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,对用于中间电池的非晶硅锗P/I/N 型单结电池进行研究.针对中间电池需要较高的长波响应,以实现太阳光谱的合理分配的问题,采用各种工艺优化手段来提升非晶硅锗电池的长波响应.通过对锗硅气体流量比、以及采用锗流量梯度对本征层带隙分布等进行调控,有效提高了电池的长波响应.以Al 为接触电极的单结非晶硅锗长波典型波段800 nm 量子效率达到10％,
本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,研究了衬底表面绒度和电学特性的变化对微晶硅太阳电池性能的影响.通过对溅射ZnO 衬底进行不同腐蚀时间的实验发现：随衬底腐蚀时间的增加,其表面粗糙度逐渐增大,电池短路电流逐渐增加,开压也有所增加,但填充因子逐渐减小.对相同腐蚀时间的衬底,通过改变本征层硅烷浓度,研究其对微晶硅电池光谱响应的影响,实验发现硅烷浓度会对电池的短波响应造成很
甚高频等离子体增强化学气相沉积微晶硅薄膜太阳能电池,已得到广泛应用.因为微晶硅薄膜的沉积是个复杂的放电过程,其生长机理仍是目前研究的热点.在微晶硅薄膜的沉积过程中硅烷的浓度一般小于10％,辉光放电中主要参与反应的仍为氢等离子体,所以主要对氢等离子体的放电过程进行了光发射谱实验监测和计算机模拟.随着功率的增加,电子浓度和等离子体势均单调增大,而电子温度基本不变,仅在等离子体体层与鞘层界面附近区域随功