脉冲激光对非晶硅薄膜晶化现象的影响

太阳能是一种新型环保可再生能源,硅太阳能电池是目前太阳能最常见的应用形式。相对晶体硅而言,成本较低的非晶硅薄膜太阳能电池是当前新能源领域研究的热门。非晶硅薄膜的退火工艺是非晶硅太阳能电池生产中的一个重要环节,本文采用石英玻璃作为衬底材料,利用PECVD法沉积非晶硅薄膜,使用YAG激光器对非晶硅薄膜进行退火处理,研究脉冲激光对非晶硅薄膜的晶化现象。实验结果表明,脉冲激光退火工艺可使非晶硅薄膜快速结晶,生成纳米级微晶颗粒,其尺寸满足非晶硅太阳能电池的生产要求。     

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.     

非晶硅薄膜太阳能电池生产的环境影响分析

本文通过对PECVD工艺生产非晶硅薄膜太阳能电池的介绍,分析了非晶硅薄膜太阳能电池生产过程中的产污节点及其对环境的影响,提出了减缓环境影响的措施。非晶硅薄膜太阳能电池生产过程产生的污染主要为PECVD工艺尾气,通过采用国际先进的治理措施,可有效地降低对周围环境的影响。     

铝膜沉积温度对非晶硅薄膜晶化的影响

采用磁控溅射(Magnetron Sputtering,MS)方法,研究了不同的退火温度及铝的沉积温度对非晶硅薄膜晶化的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)对不同温度沉积的铝薄膜表面结构及形貌进行了分析;并利用光学显微镜,拉曼散射仪(RAMAN)对退火后的薄膜表面形态和结构进行了分析.实验结果表明:适当温度退火可以有效提高对非晶硅的诱导作用,提高铝膜的沉积温度对于非晶硅薄膜晶化有促进作用;在650℃的退火温度下增加铝的沉积温度可显著提高非晶硅的晶化效果.     

非晶硅薄膜太阳能电池及生产设备技术发展现状与趋势

介绍了非晶硅薄膜太阳能电池和支撑设备的技术发展现状和市场情况,针对我国薄膜太阳能电池产业的需求情况,探讨了发展薄膜太阳能电池产业的途径。     

快速光热退火法制备多晶硅机理研究

本论述研究了非晶硅薄膜的快速光热退火技术,先利用PECVD法设备沉积非晶硅薄膜,然后放入快速光热退火炉中进行退火.退火前后的薄膜利用x射线衍射仪(XRD)测试其晶体结构;对不同退火温度下的系列样品测定了RXD谱图.研究表明退火温度、退火时间对非晶硅薄膜的晶化都有很大的影响,光波的频率和光照强度是起着主导作用.     

低温铝诱导非晶硅晶化的热力学机理研究

采用磁控溅射方法沉积了Al/Si薄膜,通过自然氧化形成中间层,再结合快速光热退火制备出微晶硅.研究了铝诱导非晶硅晶化的两个热力学过程:Si的扩散和Si的形核长大.利用拉曼散射光谱仪和X射线衍射仪对薄膜进行了结构表征.结果表明:在铝诱导非晶硅的晶化过程中引入中间氧化层,有利于改善晶化效果,获得晶粒较大且结构均匀的薄膜;低温下,温度对Si的扩散起决定作用,过厚的氧化层会阻碍Si的扩散,使其浓度不能达到临界形核浓度,无法使非晶硅晶化;较大的Al晶粒及Al对Si晶粒的"润湿"能在低温下诱导非晶硅晶化.     

硅基薄膜太阳电池研究现状

硅基薄膜太阳电池由于材料成本、转换效率等特点受到人们的关注,就非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和非微叠层太阳电池的研究现状做了简要的分析。     

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.     

低温晶化硅薄膜材料的非晶硅/低温晶化硅叠层电池

低温晶化硅薄膜材料及非晶硅/低温晶化硅叠层电池的研究是南开大学光电子所承担的国家重点基础研究发展规划项目。该项目进行晶化硅材料生长动力学方面的研究工作,并首次在高TCO绒度衬底上获得高性能晶化硅电池。这为实现低价长寿命电池的理念提供了有益的途径。 发展太阳能电池是能源危机与环境污染综合治理的有效途径之一,国际上都把它定为可持续发展的战略。大面积推广光伏发电的关键是大幅度降低太阳电池的成本,而薄膜电池具有生产工艺简单、节省原材料、制造能耗低、便于大面积连续自动化生产等特点,因此,未来光伏发电的     

太阳能电池用低掺杂率多晶硅薄膜的制备

通过铝诱导晶化非晶硅(Aluminum-Induced Crystallization, AIC)制备的多晶硅薄膜具有较高的铝掺杂浓度(2×10¹⁸ cm^-3), 不适宜作为薄膜太阳能电池的吸收层. 我们提出了QCGE AIC法, 即: 硅原子的快速扩散; 冷却成核; 晶粒的慢速生长; 铝原子的向外扩散.通过精确控制AIC过程中退火温度及模式制备了掺杂率为2×10¹⁶ cm^-3的高品质多晶硅薄膜. 二次离子质谱(Secondary-Ion-mass Spectroscopy, SIMS)结果表明: 制备多晶硅薄膜中铝残留浓度依赖于退火的温度模式; 霍尔效应测试结果表明: 制备多晶硅薄膜的掺杂率依赖于退火的温度和退火模式; 拉曼光谱表明: 通过QCGE AIC 制备的多晶硅薄膜中包含有少量由小颗粒硅组成的区域.     

高功率脉冲激光致硅表面氧的退吸研究

引言近儿午来,离子注入硅的激光退火研究,引起了人们广泛的兴趣。许多文献报导,高功率脉冲激光退火,能够消除离子注入硅引起的辐射损伤,并使非品态转变为单品。但是,对于激光退火硅样品表面的氧沾污和扩散问题却研究不多。从仅有的研究中发现,不同作者所得结果颇不一致。文献[4,5]从深能级的瞬态谱研究结果证实,经激光退火     

铝分层诱导晶化非晶硅的研究

铝诱导晶化(AIC)法是一种低成本、低温制备高质量多晶硅薄膜的方法.采用磁控溅射和自然氧化法在石英衬底上生长铝/三氧化二铝/非晶硅结构的材料,然后进行低温(低于硅铝共熔温度577℃)退火处理.通过共焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)手段进行表征.结果表明,退火后薄膜分为两层,上层是铝、非晶硅和多晶硅的连续混合膜,随退火时间增加,上层晶化率快速增加;下层形成了完全晶化的大尺寸多晶硅晶粒,晶粒结晶质量接近单晶硅;增加退火时间,下层晶粒增长很缓慢;降低退火温度,下层晶粒尺寸明显增大;形成的多晶硅薄膜均具有高度(111)择优取向.并且,进一步地对上述退火过程中样品的变化行为作出分析.     

低温铝诱导形成纳米硅的特性研究

采用玻璃／氢化非晶硅（a—Si：H）以吕结构，在低温（≤350℃）下，应用铝诱导晶化法（AIC），形成了纳米硅（nc-Si）．利用X射线衍射（XRD）光谱、拉曼（Raman）光谱和紫外可见近红外光谱（UVVis—NIR），研究了退火升温时间对a—Si：H薄膜的结构及其光学特性的影响．结果表明，随着退火升温时间的增加，廿Si：H膜的晶化率X。增加而硅晶粒尺寸基本不变，光吸收系数α增加．这主要是由于铝和氢化非晶硅膜之间的氧化层很薄以及退火升温导致Al—Si之间的互扩散增强，使硅的成核密度很高和扩散到a-Si：H膜中的铝浓度较高造成的。     

非晶/微晶相变区硅基薄膜太阳能电池研究进展

综述了非晶/微晶相变区硅基薄膜的微观结构、光电特性及其在太阳能电池中的应用进展.稳定优质的宽带隙初始晶硅薄膜处于非晶/微晶相变区的非晶硅一侧,其相比于非晶硅具有更高的中程有序性和更低的光致衰退特性.低缺陷密度的窄带隙纳米晶硅薄膜处于非晶/微晶相变区的微晶硅一侧,有效钝化的纳米硅晶粒具有较高的载流子迁移率和较好的长波响应特性.基于上述相变区硅薄膜材料的叠层电池已经达到13.6%的稳定转换效率.掺锗制备的硅锗薄膜可进一步降低薄膜的带隙宽度,引入相变区硅锗合金薄膜后,三结叠层电池初始效率已经达到16.3%,四结叠层太阳能电池理论效率可以超过20%.     

P型重掺杂硅薄膜及其在叠层电池隧道结中的应用

本文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积出不同掺杂浓度的硅薄膜.利用原子力显微镜(AFM),IR和Raman散射等手段对硅薄膜的微结构进行了研究.通过测试薄膜的暗电导和激活能,对硅薄膜的电学特性进行了分析.为提高隧道结的复合速率,在隧道结的N层、P层之间插入不同掺杂浓度的硅薄膜做复合层,并测试了隧道结的电流-电压特性和透光性.实验结果表明:随着掺杂气体比例R(B2H6/SiH4)的增加,硅薄膜逐渐由微晶硅转变为非晶硅,薄膜的微结构和电学特性随之改变.隧道结复合层的最佳掺杂气体比例R=0.04,在该条件下的薄膜是含有少量品粒的非晶硅.使用该复合层的隧道结具有阻抗小、接近欧姆接触、光吸收少等优点.     

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．     

新型半导体薄膜材料的制备,结构和特性研究

主要介绍了研究所２０年来在新型薄膜半导体的制备、结构及特性研究方面所取得的成就,尤其是对非晶硅碳和非晶硅硅锗（α－ＳｉＣ：Ｈ和α－ＳｉＧｅ：Ｈ）薄膜、金刚石和类金刚石薄膜、立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）薄膜、β－Ｃ３Ｎ４薄膜和富勒烯薄膜的研究工作取得了重要成果,不少工作已达到国际先进水平,发表论文３００余篇。     

铜铟镓硒薄膜太阳能电池产业发展综述

薄膜太阳能电池是在玻璃、不锈钢或聚合物衬底上附厚度仅为数微米的感光材料制作而成,与单晶硅、多晶硅太阳能电池相比,具有成本低、弱光性好、轻柔便携等特点,在光伏建筑一体化(BIPV)、大规模低成本发电站建设等方面应用前景广阔。目前已经实现产业化生产的薄膜太阳能电池主要有三种:非晶硅(a-Si)、铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)。其中,a-Si薄膜太阳能电池的技术比较成熟,技术门槛相对较低,因而生产非晶硅薄膜电池的厂商也较多,但其光电转换效率难以提高;CdTe薄膜太阳能电池受制于原料稀缺且镉具有毒性,须搭配庞大的回收体系,难以大规模运用;CIGS薄膜太阳能电池的转换效率接近晶体硅电池,随着生产成本的不断降低,竞争优势逐步体现,成为当前最有前途的薄膜太阳能电池,可能成为未来光伏电池的主流产品之一。     

光照强度对三种硅太阳能电池特性影响的实验研究

为了充分地利用太阳能,研究了光照强度对三种硅太阳能电池特性的影响。用实验方法对单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池特性与光照强度的关系进行了对比研究,系统分析、比较了三种硅太阳能电池输出功率、开路电压、短路电流、最佳负载电阻、填充因子、最大输出功率、光电转换效率与光照强度的关系。实验结果表明,光照强度对三种硅太阳能电池特性有显著影响且比较复杂。基于本文研究结果,在相关应用中就可以根据具体情况选用合适的硅太阳能电池。