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-Sil-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72nm,GeF4浓度为4％时,得到了电导率达1．68s／cm,激活能为0．047eV,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。     

衬底温度对中频磁控溅射ZnO∶Al透明导电薄膜性能的影响

ZnO∶Al(ZAO)薄膜的光学、电学以及结构特性与衬底温度有关,以掺杂质量2%Al的Zn(纯度99.99%)金属材料做靶,采用中频磁控溅射技术研究衬底温度对ZnO透明导电薄膜性能的影响,获得适合太阳电池的高效能薄膜,薄膜厚度700 nm左右,其电阻率为4.6×10-4Ω.cm,载流子浓度1.98×1020cm-3,霍尔迁移率61.9 cm2/(V.s),可见光范围内(波长400~800 nm)的平均透过率大于85%.     

中频脉冲溅射制备绒面ZnO透明导电薄膜

采用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。电阻率为5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,可见光范围内(400～800nm)的平均透过率大于85%。用酸腐蚀的方法可以获得绒面效果。分析了气压和温度对绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池要求的绒面ZnO透明导电薄膜。     

用脉冲电源溅射ZnO薄膜时脉冲及工艺条件对靶电压的影响

用磁控溅射法制备ZnO∶Al透明导电膜时,降低靶电压可以减少溅射等离子体中被靶背反射回的中性离子和负氧离子对基片的轰击,提高薄膜的质量,降低薄膜电阻。本文研究了用中频脉冲直流溅射法和Zn∶Al合金靶反应溅射制备ZnO∶Al透明导电膜时,脉冲参数,如脉冲频率、反向脉冲幅度、反向脉冲时间、功率、氧氩比、溅射气压等工艺条件对靶电压的影响。结果表明,延长反向脉冲时间是降低靶电压的最有效方法。当反向时间由2μs增加到10μs时,靶电压降低了60%以上。     

NIP型非晶硅薄膜太阳能电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术制备非晶硅(a-Si)NIP太阳能电池,其中电池的窗口层采用P型晶化硅薄膜,电池结构为Al/glass/SnO2/N(a-Si:H)/I(a-Si:H)/P(cryst-Si:H)/ITO/Al.为了使P型晶化硅薄膜能够在a-Si表面成功生长,电池制备过程中采用了H等离子体处理a-Si表面的方法.通过调节电池P层和N层厚度和H等离子体处理a-Si表面的时间,优化了太阳能电池的制备工艺.结果表明,使用H等离子体处理a-Si表面5 min,可以在a-Si表面获得高电导率的P型晶化硅薄膜,并且这种结构可以应用到电池上;当P型晶化硅层沉积时间12.5 min,N层沉积12 min,此种结构电池特性最好,效率达6.40%.通过调整P型晶化硅薄膜的结构特征,将能进一步改善电池的性能.     

PET塑料衬底非晶/微晶硅叠层太阳电池研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,在125℃的低温条件下,沉积了一系列不同厚度的本征微晶硅(μc-Si)薄膜。对材料的光电特性和结构特性的测试结果表明,低温条件下制备的μc-Si薄膜具有较厚的非晶孵化层,并且纵向结构演变较为明显。采用梯度H稀释技术,在沉积过程中不断降低H稀释度,改善了μc-Si薄膜的纵向均匀性。将此技术应用于非晶硅(a-Si)/μc-Si叠层电池的μc-Si底电池,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料衬底上制备出初始效率达到6.0%的a-Si/μc-Si叠层电池。     

绒面ZnO薄膜的生长及其在太阳电池前电极的应用

研究了MOCVD技术制备的不同B2H6掺杂流量下ZnO薄膜的微观结构和光电性能变化.XRD和SEM的研究结果表明,ZnO薄膜具有(110)峰择优取向的绒面结构特征.当B2H6流量为10sccm时,在6cm×6cm面积玻璃衬底上生长出厚度为1000nm,方块电阻为～12Ω/□,平均透过率大于80%,迁移率为30.5cm2/(V·s)的绒面结构ZnO薄膜.PL谱测试表明B掺杂提高了ZnO薄膜的晶体质量,有力地说明了B掺杂ZnO薄膜具有更好的电学稳定性;低压H2氛围中退火可以有效提高ZnO薄膜的电子迁移率.将其用作Si薄膜太阳电池的前电极,电池性能与日本Asahi-U type SnO2作前电极的电池具有同等效果.     

ZnO:Al绒面透明导电薄膜的制备及分析

利用中频脉冲磁控溅射方法,采用Al掺杂(质量百分比2%)的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜。利用湿法腐蚀方法,将平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间后,形成表面凹凸起伏的绒面结构。研究了平面ZAO薄膜的结构特性以及衬底温度、溅射功率和腐蚀时间对绒面ZAO薄膜表面形貌的影响,并对腐蚀前后薄膜的电阻变化进行了分析。结果表明:高温、低功率条件下制备的绒面ZAO薄膜表面形貌较好,在硅薄膜太阳电池中具有潜在的应用前景。     

VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池初步研究

研究了用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备的不同沉积气压下的微晶硅薄膜样品。随着沉积气压的逐渐增大,样品的沉积速率也逐渐增大;样品的光敏性和激活能测试结果表明：随气压的变化两者发生了规律性一致的变化;傅立叶变换红外(FTIR)测试表明制备的样品中含有一定量的氧,使得样品呈现弱n型;室温微区喇曼光谱测试分析得到样品的微晶化特征与IR的分析是一致的,用高斯函数对喇曼谱解谱分析定量得出了晶化程度;分析了H处理p／I界面对电池性能的影响;首次在国内用VHF-PECVD制备出效率达4．24％的微晶硅电池。     

复合绒面透明导电薄膜研究

在常规非晶硅电池绒面SnO2衬底上，采用Zn：Al重量比为5％的金属靶直流反应磁控溅射沉积ZnO，构成复合绒面SnO2／ZnO透明导电膜。控制适当ZnO厚度，既能保持SnO2绒面效果，又可阻挡H离子对SnO2的还原作用，可作为微晶硅电池的前电极。文中对ZnO沉积条件以及复合膜的形貌、电光性能进行了讨论。