新型SINP硅蓝紫光电池的研究

本研究中,采用以下主要步骤:先在p-型Si的绒面上,进行磷扩散形成同质p-n结,再低温热氧化生长超薄SiO2层,然后利用射频磁控溅射沉积ITO减反射/收集电极膜,成功制备了一种新型ITO/SiO2/np晶硅SINP结构蓝紫光电池.通过X-光衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光透射谱(UV-VIS),以及霍尔效应(Halleffect)测量方法,表征了高质量ITO薄膜的微结构、光学与电学特性.并重点对SINP结构光电池的光谱响应和I-V特性,进行了详细地计算和分析.结果表明,具有蓝紫光以及其它可见光波段的光谱响应和光电转换的增强效果,是该器件的主要特征.其较高的短路电流密度,适合于发展成为新型结构的硅基太阳能电池.     

Na-Mg弱掺杂ZnO薄膜的结构和电学特性

报道了用溶胶凝胶法制备由Na、Mg两种元素共同掺杂的ZnO薄膜,研究了在Na-Mg共同掺杂情况下,ZnO薄膜的表面形貌、微结构和电学性质.通过改变Na、Mg掺杂量与Zn的比值,ZnO薄膜可呈现良好的c-轴取向.同时,经过Hall效应测量发现:ZnO薄膜的电阻率、载流子浓度和迁移率随着Na、Mg的掺杂量而变化,并出现离散性,薄膜电阻率最低可达0.57×105Ω.cm,具有P-型传导性.     

表面钝化对少子寿命、铁-硼对浓度和复合中心浓度的影响

分别采用0.08 mol/L的碘酒、等离子体增强化学气相沉积(PECVD) SiN^x:H和40%的HF酸对太阳电池级直拉单晶硅进行表面钝化, 然后利用微波光电导衰减(μ-PCD) 法测量硅片的少子寿命和铁-硼(Fe-B)对浓度. 通过比较少子寿命测量值, 发现0.08 mol/L的碘酒的钝化效果最好, 40%的HF酸的钝化效果最差. 对硅片Fe-B对浓度测量结果的分析表明, 同一硅片经过不同钝化处理后Fe-B对浓度分布差异较大, 且只有经过PECVD沉积SiN_x:H钝化的硅片的Fe-B对浓度分布与少子寿命分布有显著的相关性. 此外, 实验研究还发现, 钝化效果比较好的情况下, 复合中心浓度分布与Fe-B对浓度分布存在很强的相关性. 实验的半定量估算、分析表明, 少子寿命、Fe-B对浓度以及复合中心浓度分布的间接测量结果, 受到样品表面钝化效果的影响.     

铜铟硒与铜铟硫太阳能电池中有序缺陷化合物的性质及对能带偏移的影响

利用第一性原理模拟计算铜铟硒（CIS）太阳能电池CIS吸收层,及CIS中普遍存在的有序缺陷化合物（ordered defect compound,ODC）CuIn₅Se₈的性质.依据CuIn₅Se₈形成的方式,结合对称性越高、能量越低的原则,建立CuInS₂中的ODC-CuIn₅S₈结构,并从态密度角度讨论CuInS2与CuIn₅S₈的差异.分别选用ZnSe和CuI半导体作为CIS和CuInS₂电池的缓冲层,利用第一性原理计算得到价带偏移（valence band offset,VBO）.在ZnSe/CIS界面处,CIS的价带顶（valence band maximum,VBM）比ZnSe高0.52 eV;在CuI/CuInS₂界面处,CuI的价带顶比CuInS₂低0.37 eV,表明CuI非常适合应用于CuInS₂电池缓冲层.ODC中由于Cu的缺失,其d轨道电子和阴离子p轨道电子的p-d排斥力减小,使ODC材料的价带顶相对于自身本征材料有所下降.     

平带太阳电池的内量子效率

该文对平带同质结太阳电池内各空间区域对内量子效率的贡献,以及总的内量子效率进行了数值计算和分析,发现太阳电池的表面复合速率和各区域宽度均对内量子效率有重要影响.而对绒面结构太阳电池的内量子效率和物理参数关系的理论推导,通过数学变换和高阶近似后所得结果,可归结为与平带同质结相同的形式.不同的是,绒面在显著提高外量子效率的同时,可使电池在中长波范围的内量子效率略有提高,这对于改善太阳电池的光电转换性能起着非常重要的作用.所得结论对设计太阳电池及其表面结构具有指导意义.     

扩散方阻对多晶硅太阳能电池效率的影响

在现有大规模太阳能电池生产工艺的基础上,改变扩散工艺条件,制备一系列的方块电阻发射极.在未改变其他工艺参数的条件下,当发射极方块电阻升高时,短路电流持续上升,开路电压在接近70Ω/□时接近饱和,而填充因子(fill factor,FF)则因串联电阻的增加呈下降趋势.器件的效率在70Ω/□方阻发射极时达到最大值.通过光致发光图(photoluminescence,PL)比较方阻为50和70Ω□发射极的吸杂效果,结果说明,在磷扩散过程中,硅片的晶粒、晶界以及位错区域的吸杂效果都非常明显,且50Ω/□发射极硅片的吸杂效果略优于70Ω/□的硅片.     

轻离子在固体中能量歧离的研究

本文用IPM(独立粒子模型)势讨论由于离子与固体原子随机碰撞而导致的离子能量损失和能损涨落现象。根据Bohr理论,满足Poisson统计,碰撞中各独立离子的平均能量损失为能量歧离为:其中,N为原子密度,△R为离子在固体中的路程,T_i为离子与电子作用时损失的动能,n_i为平均涨落数,d_б(T)为离子损失能量在T_i→T_i+△T_i间隔的微分截面。把固体中原子核周围各部分电子云对离子     

质子在物质中的能损与碰撞参数的关系

研究质子在气体、固体原子中的能损和晶体原子沟道中的能损及能损角分布关于原子碰撞参数(b)的关系,对于离子束材料改性,离子束固体表面、界面分析,离子束与物质相互作用机理的讨论均有十分重要的理论和应用意义。目前理论上主要以局域电子密度近似(LDA)和二体碰撞近似(BEA)方法讨论质子对物质原子的激发与电离过程。由于它们都忽略了电子在不同状态物质中的结合能因素,其结果虽然适合于大多数的散射实验,但对于小参数时     

Ti/N粒子沉积能量对氮化钛薄膜表面层微结构的影响

用直流(d.c)反应磁控溅射沉积技术、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜成像(TEM)微结构分析方法, 研究了氮化钛薄膜表面层固态结构随凝聚增原子能量的变化情况. 发现沿(111)和(002)晶面方向择优生长的TiN_x层的点阵参数(a₀)与衍射峰半高宽(FWHM)的变化和载能束引起薄膜微观相成分、晶面内压应力、晶粒尺寸和结构缺陷密度紧密相关. 在新的理论框架下, 分别计算了氮化钛薄膜表面上每个凝聚原子的有效迁移, 薄膜表面达到最小能量状态时每个凝聚原子应该获得的平均能. 实验观察的结果在理论分析中得到了定量解释.     

抑制晶体管有源寄生效应研究

利用基尔霍夫电流定律修正双极晶体管的EM(Ebers-Moll,EM)模型,使得它适合描述4层结构的数字集成晶体管.利用数学软件MathCAD,对获取的EM模型数据作无近似处理.通过观察流经各个PN结的电流变化,可以研究数字晶体管在不同工作状态下寄生晶体管的效应.从而作为改善高集成情况下寄生效应的理论依据.