掺Sn的In2O3透明导电膜生长优先取向对其光电性能的影响

采用反应热蒸发法制备掺Sn的In2O3(ITO)透明导电膜,系统研究了ITO薄膜生长的优先取向对其光电性能的影响.结果表明,ITO薄膜(400)取向的优先生长对其透过率影响很小,但可明显增加载流子迁移率,从而有效降低了薄膜的方块电阻.在两个相同的薄膜硅/单晶硅太阳能电池上分别沉积(222)和(400)ITO优先取向膜,光电转换效率分别为10.3%和12.9%,表明(400)取向更有利于提高电池效率.经优化,最佳衬底温度(Ts)为225℃,最佳氧流量(fO2)为4sccm.在优化的沉积条件下制备ITO薄膜,其电阻率可达到4.8×10-4Ω·cm,可见波段的透过率大于90%,性能指数为3.8×10-2□/Ω.     

用标度理论和蒙特卡洛方法研究微晶硅薄膜的生长机制

使用热丝化学气相沉积技术制备微晶硅薄膜(沉积速度为1.2nm/s),通过原子力显微镜研究了薄膜前期生长的粗糙化过程.按照标度理论获得微晶硅薄膜的生长因子为β≈O.67,粗糙度因子为α≈O.80,动力学因子为1/z=0.40.这些标度指数不能用一般的生长模型来解释.通过蒙特卡罗模拟给出与实验一致的结果.模拟表明,入射流方向、生长基元的类型和浓度、生长基元的粘滞、再发射和影蔽过程都对微晶硅薄膜的表面形貌有比较重要的影响.     

纳米硅/晶体硅异质结电池的暗I-V特性和输运机制

采用HWCVD技术在P型CZ晶体硅衬底上制备了纳米硅／晶体硅异质结太阳电池,测量了晶体硅表面在不同氢处理时间下的异质结的暗I-V特性和相应的电池性能参数．室温下的正向暗I-V特性采用双二极管模型来拟合,可将0～1V的电压范围区分为4个区域：旁路电阻（0～0．15V）、非理想二极管2（0．15～0．3V）、理想二极管1（0．3～0．5V）和串联电阻（〉0．5V）．拟合结果表明,适当的氖处理时间（～30s）可有效降低非理想二极管的理想因子n2,即降低界面复合电流,表明具有好的界面特性．对于282～335K的暗I—V温度特性的研究表明,在0．15～0．3V的低电压范围,暗电流主要由耗尽区的复合电流提供,0．3～0．5V电压范围,对输运起主要作用的是隧穿过程,该过程可用通过界面陷阱能级的隧穿模型来解释．     

RF-PECVD高速沉积优质过渡区微晶硅薄膜

利用13.56MHz射频等离子体增强化学气相沉积技术高速沉积非晶/微晶过渡区的微晶硅(μc-Si:H)薄膜.研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率、电学性质等的影响.选择优化的沉积参数,在非晶到微晶的过渡区得到了沉积速率为0.3～0.4nm/s的μc-Si:H薄膜.薄膜的暗电导在10-7S/cm量级,光暗电导比近2个量级,电导激活能在0.52eV左右,薄膜结构致密,达到了器件级质量.     

掺Sn的In2O3透明导电膜生长优先取向对其光电性能的影响

采用反应热蒸发法制备掺Sn的In2O3(ITO)透明导电膜,系统研究了ITO薄膜生长的优先取向对其光电性能的影响.结果表明,ITO薄膜(400)取向的优先生长对其透过率影响很小,但可明显增加载流子迁移率,从而有效降低了薄膜的方块电阻.在两个相同的薄膜硅/单晶硅太阳能电池上分别沉积(222)和(400)ITO优先取向膜,光电转换效率分别为10.3%和12.9%,表明(400)取向更有利于提高电池效率.经优化,最佳衬底温度(Ts)为225℃,最佳氧流量(fO2)为4sccm.在优化的沉积条件下制备ITO薄膜,其电阻率可达到4.8×10-4Ω·cm,可见波段的透过率大于90%,性能指数为3.8×10-2□/Ω.     

等离子体-热丝CVD技术制备多晶硅薄膜

采用热丝化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积相结合的技术制备了多晶硅薄膜,通过Raman散射、XRD、吸收谱等手段研究了薄膜结构和光学性质.结果表明,与单纯的热丝和等离子体技术相比,等离子体-热丝CVD技术在一定条件下有助于薄膜的晶化和提高薄膜均匀性.Auger谱研究表明等离子体的引入大大降低了硅化物在高温热丝表面的形成.     

高效率n-nc-Si∶H/p-c-Si异质结太阳能电池

采用热丝化学气相沉积技术(HWCVD),系统地研究了纳米晶硅层(尤其是本征缓冲层)的晶化度以及晶体硅表面氢处理时间对nc-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池性能的影响,通过C-V和C-F测试分析了不同氢处理时间和本征缓冲层氢稀释度对nc-Si∶H/c-Si界面缺陷态的影响,运用高分辨透射电镜观察了不同的本征缓冲层晶化度的nc-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池的界面,优化工艺参数,在p型CZ晶体硅衬底上制备出转换效率为17.27%的n-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/p-c-Si异质结电池.     

热丝化学气相沉积n型nc-Si:H薄膜及nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术制备n型纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜,系统地研究了沉积参数,特别是掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响,获得了器件质量的n型nc-Si∶H薄膜。制备了nc-Si∶H/c-Si HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)结构太阳电池,研究了异质结结构参数对电池性能的影响,初步得到电池性能参数如下:Voc=483mV、Jsc=29.5mA/cm2、FF=70%、η=10.2%。     

N掺杂Cu2O宽光谱吸收材料的实验与计算研究

采用热氧化的方法制备了高择优取向的Cu2O薄膜。并通过离子注入对其进行了不同浓度的N掺杂。吸收谱测试显示高剂量的N掺杂Cu2O薄膜在带隙以下有吸收峰出现。采用第一性原理方法对N掺杂Cu2O的几何、电子结构及光学性质进行了比较系统的研究。计算结果表明,高浓度的N掺杂在Cu2O禁带中引入了一个中间带。价带到中间带的电子跃迁与实验观察到的吸收峰相吻合。实验和计算结果显示N掺杂Cu2O材料在制备宽光谱探测器和中间带太阳电池方面有很大潜能。     

高效率n-nc-Si:H/p-c-Si异质结太阳能电池

采用热丝化学气相沉积技术(HWCVD),系统地研究了纳米晶硅层(尤其是本征缓冲层)的晶化度以及晶体硅表面氢处理时间对nc-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池性能的影响,通过C-V和C-F测试分析了不同氢处理时间和本征缓冲层氢稀释度对nc-Si∶H/c-Si界面缺陷态的影响,运用高分辨透射电镜观察了不同的本征缓冲层晶化度的nc-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池的界面,优化工艺参数,在p型CZ晶体硅衬底上制备出转换效率为17.27%的n-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/p-c-Si异质结电池.