AlSb多晶薄膜物相结构的实验研究

综合真空共蒸发和磁控溅射的优点,发展了双靶共溅射技术用于制备新型光伏材料AlSb多晶薄膜,采用X射线衍射、X射线荧光光谱、俄歇电子能谱等测试手段结合的分析方法,系统研究了薄膜组分、衬底温度、氧杂质等因素对薄膜物相结构的影响。结果表明,薄膜中Al、Sb原子接近1:1时,不会出现Al或Sb的结晶峰;衬底温度较高的情况下,形成了AlSb金属间化合物为主的多晶薄膜,并随着衬底温度的升高其晶粒得以长大;氧严重影响了AlSb的生成和结晶。     

AlSb多晶薄膜材料的性能研究

采用共蒸法制备了新型AlSb多晶薄膜. 通过XRF、XRD、Hall测试及电导率温度关系等研究了AlSb多晶薄膜的组分、结构及性能. 分析表明,刚沉积的AlSb薄膜为非晶相,在540℃以上退火转变为AlSb相,转变的程度取决于退火的温度及Al、Sb的原子配比,其中N_Al∶N_Sb为47.2∶52.8,580℃退火后的薄膜多晶转变最为明显,结晶度较高;测试结果表明,退火后的AlSb薄膜为p型间接带隙半导体,载流子浓度为10¹⁹cm^-1,吸收系数为10⁴,而且在升降温阶段电导率发生不可逆变化. 这种薄膜用于TCO/CdS/AlSb结构的太阳电池器件中已经得到200mV左右的开路电压.     

浅析光伏发电投资效益的影响因素

通过对目前国内外光伏产业发展现状和趋势的叙述,分析了现阶段投资环境下装机成本、年峰值日照小时数、贷款情况及运营维护成本对光伏发电项目投资效益的影响。     

不同沉积条件下ZnTe与ZnTe:Cu复合背接触层对CdTe太阳电池性能的影响

制备高效的CdTe太阳电池,改善电池的背接触特性是一关键技术。背接触层中掺Cu能够得到性能良好的电池,但Cu在CdTe中进一步扩散,会形成缺陷,造成CdTe太阳电池性能不稳定。因此,有必要系统研究Cu原子在薄膜中的存在状态,进而有效控制Cu的浓度;另一方面,要获得良好的背接触层,必须制备出结构致密的ZnTe与ZnTe:Cu多晶薄膜。研究了衬底温度及沉积速率的变化对ZnTe:Cu薄膜质量及电池性能的影响。在常温下沉积ZnTe后,提高衬底温度沉积ZnTe:Cu对太阳能电池的影响明显,得到了转化效率达10.28%的电池。     

AlSb多晶薄膜的制备及其潮解性研究

采用磁控溅射法制备了Al-Sb多层薄膜,通过调节Al和Sb亚层厚度及层数改变原子配比,并在真空中退火。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜、Hall测试及俄歇电子能谱仪研究了薄膜的结构和性能。结果表明,刚沉积的薄膜只有Sb的结晶相,经500℃退火后化合为P型AlSb多晶薄膜,且沿(111)择优取向,退火温度超过600℃薄膜产生局部损伤。通过台阶仪显微摄像探头及俄歇深度剖图观察和分析了薄膜的潮解现象,提出了几种保护措施。     

AlSb多晶薄膜的制备及性质

用磁控溅射法制备了Al/Sb多层薄膜,通过X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、Hall效应、暗电导率温度关系及透过谱的测试研究了退火前后薄膜的结构和性质。XRD测试结果表明,刚沉积的薄膜只有Sb的结晶相,而Al则以非晶态形式存在,500℃退火后化合为AlSb多晶,且沿(111)择优取向。Hall效应测试、电导激活能及光能隙的计算结果表明,所制备的AlSb多晶薄膜为P型材料,且载流子浓度为1019cm-3,光能隙为1.64eV,电导率随温度的变化可分为两个过程,在30℃到110℃,薄膜的电导率随温度的增加而缓慢增加,而在110℃到260℃间增加明显,升温电导激活能为0.11eV和0.01eV,这与AlSb多晶薄膜在升温过程中的结构变化有关。将制备的AlSb多晶薄膜应用于TCO/CdS/AlSb/ZnTe:Cu/Au结构的太阳电池器件中,已观察到明显的光伏效应,说明用这种方法制备的AlSb多晶薄膜适于作太阳电池的吸收层。     

退火对Al-Sb多层薄膜的影响

采用直流磁控溅射法制备Al和Sb交替层,在真空环境下进行高温退火后得到了AlSb多晶薄膜.通过X射线衍射(XRD)、霍尔效应、暗电导率温度关系以及透反射光谱研究了薄膜的结构、电学和光学性质.结果表明,退火后形成的AlSb多晶薄膜呈立方相,沿(111)择优取向,且导电类型是P型,载流子浓度为1019cm-3,吸收系数在可见光波段大于104cm-1.样品在580℃退火后,间接跃迁光能隙为1.64eV,且升温电导激活能为0.01eV和0.11eV.此方法制备的AlSb多晶薄膜应用于TCO/CdS/AlSb/ZnTe:Cu/Au结构的太阳能电池中,得到了107mV的开路电压.