采用喇曼散射和光热偏转谱法研究微晶硅薄膜结构

采用VHF-PECVD技术制备了不同结构的Si薄膜,用喇曼(Raman)散射光谱和光热偏转谱(PDS)分别对材料的结构进行了研究。结果表明：Si薄膜的结构随温度的升高、功率的增大及H稀释的加大逐渐由非晶转变为微晶,同喇曼谱相比,PDS也可粗略地估计材料结构变化;即使是同一种材料,恒定光电导谱(CPM)和PDS的测试结果是不同的,PDS能更准确地反映材料的实际信息。综合PDS和喇曼谱的测试结果认为,制备出了高质量的微晶Si(μc-Si)薄膜。     

硅基薄膜太阳电池技术的发展

本文综述了硅基薄膜太阳电池技术的发展历程。在分析光伏产品现状基础上指出硅基薄膜太阳电池当前面临的挑战主要是稳定效率较低,面临大幅降价的晶硅电池,其发电成本不具备优势,导致其市场份额不高。详细分析了影响硅基薄膜太阳电池效率的原因,阐述了提高硅基薄膜太阳电池稳定效率的主要技术途径是:发展新型高吸收系数宽带隙和窄带隙光伏材料、采用多结叠层电池结构和光管理设计。     

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.     

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.     

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。     

Si基薄膜叠层太阳电池中光的优化分配

以带有中间层的Si基薄膜叠层电池为研究对象,模拟了中间层对入射光在叠层电池中传播和分配的影响,对中间层的材料选择提出了优化方案,并以ZnO作中间层,实验验证了其对入射光的管理作用.模拟结果表明,引入适当的中间层,既能提高短波段的反射率,又能明显增加长波段光的透过率.加入ZnO中间层,可使厚为200 nm的顶部非晶硅(a-Si)电池的短路电流提高14.1%.     

VHF-PECVD法制备P型微晶硅锗的研究

以SiH4和GeF4为反应气体,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备了P型微晶硅锗(P-μc-Si1-xGex)薄膜.研究GeF4浓度对P型微晶硅锗材料组分、结构及电学特性的影响.随GeF4浓度的增加,薄膜中的锗含量增加,暗电导和晶化率先增加,后减小;在薄膜厚度为72 nm,GeF4浓度为4%时,得到了电导率达1.68 S/cm,激活能为0.047 eV,晶化率为60%,在长波区域的平均透过率超过0.9的P型微晶硅锗.     

罗丹明6G共振光散射法测定废水中铊

在硫酸介质中, 痕量铊(Ⅲ)与碘化钾反应生成I₃^-, I₃^-与罗丹明6G形成1∶1缔合物, 可导致共振光散射明显增强, 据此建立了共振光散射测定痕量铊的新方法。考察了它们的光谱特征:罗丹明6G溶液的共振荧光峰波长为540 nm, (Rh6G-I₃)n缔合微粒共振散射峰波长为330、420、580 nm。通过条件试验确定0.4 mL 0.2 mol/L硫酸作为反应介质、0.1 mol/L KI溶液用量为0.4 mL、1.0×10^-4 mol/L罗丹明6G 溶液用量为0.4 mL、反应时间为5 min。进一步考察发现, 在580 nm波长, 共振散射光强度增加值与溶液中铊浓度呈线性关系, 方法的线性范围为0.005～0.10 mg/L, 检出限为0.001 2 mg/L。方法应用于工业废水中铊含量的测定, 结果与ICP-MS法的对照结果基本一致, 相对标准偏差(RSD, n=6)为1.8%～3.2%。     

低温沉积硅薄膜电池及其在塑料衬底上的应用

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,保持衬底温度在125℃沉积硅薄膜材料及电池,研究了硅烷浓度、辉光功率等沉积参数对材料和电池性能的影响。在125℃的低温条件下,通过优化沉积工艺,在玻璃衬底和PET塑料衬底上分别制备出效率达到6.8%和3.9%的单结非晶硅电池。在PET衬底上,将低温沉积非晶硅电池的技术应用于的叠层电池的顶电池,制备出效率为4.6%的非晶/微晶硅叠层电池。