射频反应溅射a—Ge_(1-x)C_x∶H薄膜的红外谱分析

a-Ge_(1-x)C_x∶H 膜也是一类很重要的非晶半导体薄膜光电材料,其带隙宽度(Eopt)是可以调制的(从0.85eV 到2.5eV 以上),因而有着十分重要的应用前景。对于一个高效率叠层太阳电池来说,其关键之一是要获得一种具有高光敏性且 Eopt 小于1.5eV 的窄带隙底部电池材料。目前人们是把 Ge 或 Sn 掺入 a-si∶H 中,获得了窄带隙材料 a Si_(1-x)     

a-Si:H/a-Si_(1-X)C_X:H 超晶格的光学性质

本文报导了未掺杂的 a—Si∶H/a-si_(1-x)C_x∶H 超晶格的 PPC 效应及光学带隙的兰移现象.通过红外测(?)发现:(Si—C)键的吸收强度随超晶格界面数的增加而增大.     

氢化非晶硅碳薄膜(a—Si_(1-x)C_x:H)的红外分析

本文主要介绍了用辉光放电法和高频溅射法制备的a—Si_(1-x)C_x∶H薄膜的红外光谱,着重对其中几个主要吸收区进行了分析和讨论。     

氢化纳米非晶硅(na-Si:H)p-i-n太阳电池

文章报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170℃)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-Si:H)薄膜,并将其用作pin太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-SiC:H/i-na-Si:H/n-nc-Si:H/Al结构的pin太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2)。     

a-Si_XC_(1-X)∶H薄膜的制备及其特性的研究

作为目前研制非晶硅太阳能电池的重要材料之一:a—Si_xC_(1-x)∶H 薄膜,最近已在我们实验室制备出来了。我们已对这种材料的性能:如红外吸收振动谱(IR)、化学分析电子谱(ESCA)、电子自旋共振谱(ESR)、光电导与暗电导之比(σP/σD)、光学禁带宽度(Eopt)的测量、以及制备的工艺条件等,作了初步的分析,现将实验结果简报如下:     

用温度调制空间电荷限制电流法研究GD-a-Sic∶H膜的隙态密度

本文用温度调制空间电荷限制电流法测得了 GD-a-Si_(1-x)C_x∶H 膜不同碳含量 x 时的隙态密度,得到了光处理前后隙态密度的变化情况,发现强光照后存在有光诱导缺陷态效应,文中还就该方法本身的优越性进行了讨论.     

基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究

硅基薄膜太阳能电池是光伏电池领域最具有发展前景的组件.采用非平衡磁控溅射技术制备氢化硅薄膜和SiNx/Si纳米多层膜,并对其结构与性能进行了分析.结果表明,Si∶ H薄膜呈现出非晶硅和硅纳米晶颗粒复合结构;随着溅射混合气中氢气含量的增加,Si∶ H薄膜的晶化程度增强;Si∶ H薄膜的光学带隙均高于2.0eV.利用交替磁控溅射方法沉积的SiNx/Si纳米多层膜结构,其呈现出非晶相.     

宽光谱高效硅基薄膜太阳电池的基础研究报告

介绍高绒度MOCVD-ZnO:B透明导电薄膜用作非晶硅太阳电池前电极、非晶硅太阳电池BZO/p-a-SiC:H接触特性改善、非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响以及非晶硅锗电池性能的调控等方面的研究内容及结果。首先我们将自行研制的具有优异陷光效果的掺硼氧化锌BZO用作p-i-n型非晶硅太阳电池的前电极,并且将传统商业用U型掺氟二氧化锡FTO作为对比电极。结果表明相对FTO电池,尽管BZO电池的电流优势明显,但当本征层厚度较薄时其Voc和FF却较差。原因是相对于表面较为平滑的FTO,BZO表面呈大类金字塔的绒面结构会在本征层生长过程中触发阴影效应,形成大量的高缺陷材料区和漏电沟道,进而恶化电池的Voc和FF。在不修饰BZO表面形貌的情况下,通过调节非晶硅本征层的沉积温度来消弱BZO高绒度表面引起的这种不利影响,改善后的电池Voc和FF均有提升。在仅有Al背电极的情况下,当本征层厚度为200 nm时,BZO前电极非晶硅太阳电池效率达7.34%。其次,我们采用重掺杂的p型微晶硅来改善前电极掺硼氧化锌(ZnO:B)和窗口层p型非晶硅碳(p-aSiC)之间的非欧姆接触特性。通过优化插入层p型微晶硅的沉积参数(氢稀释比H_2/SiH_4、硼掺杂比B_2H_6/SiH_4)获得了较薄厚度下(20 nm)暗电导率高达4.2 S/cm的p型微晶硅材料。在本征层厚度约为150 nm,仅采用Al背反射电极的情况下,获得了效率6.37%的非晶硅顶电池,开路电压Voc和填充因子FF均较无插入层的电池有大幅提升。第三,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,进行了非晶硅锗薄膜太阳电池的研究。针对非晶硅锗薄膜材料的本身特性,通过调控硅锗合金中硅锗的比例,实现了对硅锗薄膜太阳电池中开路电压和短路电流密度的分别控制。借助于本征层硅锗材料帯隙梯度的设计,获得了可有效用于多结叠层电池中的非晶硅锗电池。最后,介绍了针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在P/I界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度,改善内建电场分布从而提高了电池的收集效率。进一步引入I/N界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%。总之,通过以上优化措施,最后获得了效率为14.06%的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结叠层太阳电池。     

p-i-n型非晶硅薄膜电池p层材料制备及光学性能研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法制备非化学计量比氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)薄膜材料,借助紫外可见(UV-Vis)光谱、激光拉曼(Raman)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱等手段,研究了p-i-n型非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳能电池p层a-SiC:H薄膜材料的制备与光学性能.研究结果表明甲烷和硅烷掺杂比能影响a-Si:H薄膜成键情况,而射频功率一定程度上能影响薄膜沉积速率,该研究结果可为制备转换效率高、性能稳定的p-i-n型非晶硅薄膜太阳能电池提供支持.     

P型微晶硅及其在柔性衬底太阳电池中的应用

本文以B（CH3）3（TMB）为掺杂剂,通过射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）技术,对P型微晶硅（c-Si：H）薄膜材料进行了研究.通过测试材料电学、光学及微结构特性等,研究了硅烷浓度与掺杂浓度对薄膜性能的影响.将上述材料分别应用于PEN/ZnO柔性衬底及SnO2玻璃衬底的非晶硅薄膜太阳电池中,PEN柔性衬底的非晶硅太阳电池得到了4.63%的光电转换效率,玻璃衬底非晶硅太阳电池得到了5.72%的光电转换效率.     

a—Si_(1-X)C_X∶H 钝化膜热稳定性的研究

采用外耦合电容式射频辉光放电等离子体 CVD 系统,在低于300℃的衬底温度下,制备出了 a—Si(1-x)C_x∶H 钝化膜.对含碳量不同的3种样品作了热稳定性实验(即高温存放、温度循环和退火).另外,还对同一号样品做了在不同温度下退火30min 的实验.结果表明,此钝化膜的释氢温度高于600℃.具有很好的热稳定性.     

多晶硅薄膜制备技术的研究进展

多晶硅薄膜是当前在能源科学和信息技术领域中广泛使用的功能材料,它兼具单晶硅和氢化非晶硅(a-Si:H)的优点.本文评论了近几年多晶硅薄膜制备技术的研究进展,着重讨论了每种方法薄膜的淀积机理,并预测了多晶硅薄膜制备技术的未来发展趋势.     

a-Si:H/a-Si_(1-x)C_x:H pin型发光器件的研制

晶态 Ga·P·As 化合物发光二极管已广泛用于电子工业,但成本较高,最近我们已用廉价的非晶态材料研制出一种新的 P~+μc-Si∶H/pn~-in/a-Si_(1-x)C_x∶H/n~+μc-Si∶H 多层结构电注入发光器件,在室温下用肉眼直接观察到了蓝白色的电注入发光(EL),     

氢化非晶硅膜在半导体器件表面钝化上的应用

本文叙述一种新的钝化膜——氢化非晶硅(a—Si:H)薄膜在硅半导体器件表面钝化上的应用。发现这种薄膜复盖于器件表面可以使PN结的反向漏电流明显减小,器件的小电流h_(FE)有较大幅度的提高。试验了三种不同的钝化方案,并对其钝化效果作了比较。根据实验结果,初步探讨了这种氢化非晶硅薄膜的钝化机理,指出其良好的钝化作用在于这种薄膜具有半绝缘、电中性和富含氢的特点。给出了钝化器件的长期可靠性试验结果。     

氢等离子体退火对氢化非晶硅结构有序度的影响

室温下利用氢等离子体退火技术对氢化非晶硅(a-Si：H)薄膜进行处理，通过傅立叶红外、光吸收、拉曼光谱3种测试手段对非晶硅的微结构进行了分析，发现不同的退火时间对a—Si：H的微结构影响很大，氢等离子体在与薄膜的化学反应过程中主要表现为原子氢(H^0)与薄膜的反应．化学势很高的H^0能将Si—Si弱键转变成Si—Si强键．硅网络结构发生弛豫，使结构由无序向有序转变，从而能够降低晶化温度与退火时间．     

一种新的非晶钝化膜a—Si_xC_(1-x)∶H膜

本文介绍了一种新的钝化膜——a-Si_xC_(1-x)∶H薄膜在硅器件表面上的应用,实验结果表明:这种膜的钝化效果和a—Si∶H类似,在某些方面更好些,文中还对这种膜的钝化机理作了初步探讨。     

p-a-SiC:H降低晶体硅异质结太阳能电池寄生损失的研究

使用宽带隙的p型氢化非晶硅碳(p-a-SiC:H)薄膜作为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池的窗口层,使用时域有限差分法(FDTD)模拟证明,p-a-SiC:H不仅能明显降低窗口层的短波寄生吸收损失,而且可以减少SHJ太阳能电池的反射损失,从而增强SHJ太阳能电池的光谱响应。实验结果也证明,使用优化的p-a-SiC:H窗口层可以提升SHJ太阳能电池的短路电流(J_sc)达1.4 mA/cm²,电池光电转化效率达到了21.8%。这主要是由于p-a-SiC:H低的寄生吸收以及使用p-a-SiC:H窗口层降低了SHJ太阳能电池的反射损失所致。     

氢化非晶硅波导中的连续波宽带波长转换研究

基于简并四波混频(DFWM)方法,研究了具有氮化硅中间层的氢化非晶硅(a-Si∶H-Si3N4)波导中的宽带波长转换。结果表明:通过沉积氮化硅层后的波导不但保持氢化非晶硅(a-Si∶H)波导的原有优点,而且在通信波段内降低传输损耗并增强非线性效应。在相同条件下,改善后的a-Si∶HSi3N4波导的转换效率和转换带宽均得到显著提高。通过理论计算对波导进行优化设计,表明利用该波导可实现波长转换带宽为490nm,转换效率为11.4dB。     

PECVD制备p型氢化硅氧薄膜及其光电性能研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法,在高气压、高氢稀释比和高功率密度条件下,以硅烷和二氧化碳为反应气体,硼烷为掺杂气体,在玻璃衬底上沉积了一系列的p型氢化非晶硅氧(p-SiOx:H)薄膜.利用Raman谱、XRD衍射谱、UV-VIS透射谱以及绝缘电阻测试仪等手段,分析了不同二氧化碳气体流量比对氢化硅氧薄膜的微结构和光电特性的影响.研究结果表明:薄膜为典型的非晶相;随着掺入气体CO2流量增加,薄膜沉积速率RG上升、光学带隙Eg及激活能Ea增大.     

自洽法计算非晶硅的带隙态密度

本文叙述了一个场效应电导测量氢化非晶硅(a—Si:H)带隙态密度的数据处理方法。该法放弃了对空间电荷区电荷、电场和电势分布的任何假设,采用电子占据局域态的费米统计分布和占据扩展态的玻耳兹曼分布,应用自洽的原理,能够在较大的能量范围内计算出a-Si:H的带隙态密度分布,运算过程中以电势V为自变量,减少了对电势、电场和电荷密度等量空间分布的计算,简化了分析,提高了精度,减少了运算量。应用该法计算出了a—Si:H样品的带隙态密度在费米能级以上0.1eV到0.45 eV能量范围内的分布,它的最小值在费米能级附近,约为10~(16)cm~(-3)·eV~(-1)。