掺杂浓度和晶粒度对Sdhottky势垒型CdTe薄膜太阳电池短路电流和光谱响应影响的计算与分析

用晶界复合损失模型分析法计算MS和MIS型CdTe多晶薄膜太阳电池的短路电流和光谱响应。结果表明,掺杂浓度对J_(sc)的影响要比对晶粒度的影响强烈得多,在低掺杂浓度(Nd=10~(14)cm~(-3))下,细小晶粒度电池的J_(sc)很接近单晶电池的水平。与以往实验结果对比,发现在相同掺杂(N_d=10~(14)cm~(-3))和晶粒度(2R=1μm))下,计算值与测量值相当一致。     

CuPc薄膜及其厚度对太阳电池性能的影响

酞菁铜是一种重要的有机光电半导体材料,其优异的稳定性和良好的光电性能,越来越受到人们的重视.对真空蒸发法制备的酞菁铜薄膜进行了XRD、Raman光谱、紫外 可见光谱,以研究该薄膜的结构及光学性能,并对肖特基型太阳电池ITO/CuPc/Al进行研究,通过改变CuPc的厚度,讨论其对该太阳电池电学性能的影响.     

a-Si:H薄膜太阳电池最佳i层厚度的分析与计算

用自洽法计算了p-i-n型a-Si：H薄膜太阳电池中p-i和i-n两个分立势垒区中的电荷密度分布ρ（x)、电场分布ε（x)和耗尽层厚度XD.减少i层厚度使两个分立势垒区部分重叠，用电场叠加原理计算耗尽层中的电场分布，在此基础上，根据光生载流子的全收集条件Lpmin=μpτpεmin，计算出a-Si：H薄膜太阳电池的最佳i层厚度Xb。     

一种分析和计算p—n结类型多晶Si太阳电池短路电流和转换效率的新方法

本文首次运用Rothwarf的晶界复合损失模型及其修正因子分析和计算p—n结类型多晶Si太阳电池的光电流和短路电流。导出多晶Si少子有效寿命τ*和扩散长度L*与晶粒度和晶界表面态密度的关系式,根据多晶Si表面态密度的测量数据算出各晶粒度下的τ*和L*,并用它们计算多晶Si电池的二极管暗电流。在上述基础上进一步计算10μ和25μ厚的n+—p和n+—p—p+两种多晶Si太阳电池的效率,得到如下的主要结果和结论。 1.在大晶粒度下10μ和25μ厚电池的Jsc(或η)之间的差别显著,当晶粒度变小时,这种差别不断缩小,而当晶粒半径R=10μ时,无论是n+--p或n+—p—p+类型,两种厚度电池的Jsc(或η)之间的差别同时消失。值得注意的是,有关Jsc和η变化的上述特点也出现在Lanza等用数字计算法解连续方程所得的严格计算结果中。这说明我们采用的分析和计算方法也能象严格数字计算法那样较准确地反映和描述多晶Si太阳电池内部载流子的收集与复合情况,另一方面数字计算法本身难以为其结果中所出现的上述特点提供明确物理解释。而用晶界复合损失模型及其修正因子却能给以清晰地说明。这也许是本方法的优点之一。 2.发现我们计算的Jsc和η随晶粒度而增长的规律显著不同于Hovel的结果。Hovel的Jsc从R=O.1μ开始明显上升,并在尺=10μ达最大值(即单晶水平)。而我们的Jsc和η从尺>1μ开始明显上升,但直到R=500μ还未完全达到最大值。用巳有多晶Si电池在各晶粒度下的Jsc测量数据与上述两种计算结果和规律对照,发现我们的结果和规律更符合实际,因而可作出初步判断;即我们所采用的分析计算方法比Hovel的方法有更大的合理性。     

n-ZnO/p-CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率的理论计算

用隧道-复合模型对n-ZnO/p-CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率进行了理论计算,考虑到在多晶材料中的晶界复合损失,引入修正因子,并用Rothwarf的晶界复合模型进行修正.对晶粒半径R为1μm的电池进行计算,得到电池的短路电流密度为35.4mA/cm2,开路电压为0.42V,转换效率为10.1%.理论计算和实验结果基本一致.     

薄膜厚度对玻璃纤维表面SnO2薄膜透光导电性能的影响

 以SnCl₄·5H₂O为原料,乙醇为溶剂,配制SnO₂溶胶,并采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维表面生成一层均匀的涂膜,通过控制反应物初始浓度和玻璃纤维提拉次数在玻璃纤维表面制备具有不同厚度的SnO₂薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜的物相结构、透光率和电阻率的影响及原因.结果表明:随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶化程度提高,晶粒尺寸增大,导电性能提高,而透光率呈现逐渐减小的趋势.当薄膜厚度为557 nm时,薄膜的电阻率最小,为0.16 Ω·m.薄膜厚度在56~340 nm之间时,薄膜的透光率在76%以上,而当薄膜厚度继续增加时,透光率下降到低于62%.     

Si含量和基片温度对Ti-Si-N纳米复合薄膜的影响

通过多靶磁控反应溅射方法沉积了Ti-Si-N系纳米复合薄膜。采用电子能谱仪（EDS）、X－射线衍射（SRD）、透射电子显微镜（TEM）、X－射线光电子能谱（XPS）和显微硬度仪分析Ti-Si-N系薄膜的微观结构和力学性能，以及基片温度对薄膜微结构和硬度的影响。结果表明，薄膜中的Si以非晶Si3N4形式抑制TiN晶粒的生长，使之形成纳米晶甚至非晶；薄膜硬度在a(Si)=4.14%时达到最大值（36GPa），继续增加Si的含量，薄膜硬度逐渐降低。基片温度的提高减弱了Si3N4对TiN晶粒长大的抑制作用，因而高的沉积温度使薄膜呈现出硬度峰值略低和硬度降幅减缓的特征。     

n—ZnO／p—CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率的理论计算

用隧道－复合模型对n-ZnO/p-CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池的光电流和转换效率进行了理论计算,考虑到在多晶材料中的晶界复合损失,引入修正因子,并用Roth-warf晶界复合模型进行修正。对晶粒半径R为1μm的电池进行计算,得到电池的短路电流密度为35.4mA/cm^2,开路电压为0．42V,转换效率为10．1％。理论计算和实验结果基本一致。     

薄膜厚度对ZAO透明导电膜性能的影响

采用直流反应磁控溅射法,用Al含量为2%的Zn/Al合金靶材,室温下在玻璃衬底上制备了ZAO透明导电薄膜样品.在其他参数不变的情况下,由不同溅射时间得到不同的薄膜厚度,研究了薄膜的结构性质、光学和电学性质随薄膜厚度的变化关系.制备的ZnO:Al薄膜具有(002)面的单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,电阻率为5.1×10-4Ω.cm,平均透射率达到88%.     

薄膜厚度对Cu膜光电性能的影响

在室温条件下,用直流磁控溅射Cu靶制备出了不同厚度的Cu膜,测量了Cu膜的光学透过率和面电阻,分析了光电性质薄膜厚度的变化情况．实验结果表明,随着Cu膜厚度的增加,其光学透过率逐渐减小,透过率在波长为580nm处出现峰值．Cu膜的面电阻随薄膜厚度的增加先急剧减小,然后减小变得缓慢,最后趋于定值．理论模拟了Cu膜的光学透过率随薄膜厚度的变化和光学透过率随入射光波长的变化,理论模拟结果与实验结果吻合．     

Si衬底掺杂浓度对InGaN/Si异质单结太阳电池性能的影响

【目的】研究p-Si衬底掺杂浓度对InGaN/Si异质单结太阳电池性能的影响,为制备高效太阳电池提供理论基础。【方法】将器件的n-InGaN掺杂浓度固定为10~(16 )cm~(-3),在改变p-Si衬底掺杂浓度N_A的情况下,采用一维光电子和微电子器件结构分析模拟软件(AMPS-1D)对InGaN/Si异质单结太阳电池器件的各项性能参数进行模拟。【结果】随着掺杂浓度N_A的升高,电池的电流密度J_(SC)和填充因子FF随之升高,当到达一定高的掺杂浓度范围时(N_A5.00×10~(17)cm~(-3)),J_(SC)基本保持不变,约为28.12mA/cm~2,FF保持在0.85左右且变化不大。开路电压V_(OC)和光电转换效率E_(ff)与掺杂浓度的大小呈正相关关系,随着N_A的增大,V_(OC)、E_(ff)缓慢增大。【结论】高掺杂浓度下的太阳电池具有较好的光电转换效率。低掺杂浓度的太阳电池光电转换效率较低,这是因为其对应的尖峰势垒高度和宽度均较大,影响了光生载流子的输运。     

AlN缓冲层厚度对SiC薄膜性能的影响

SiC具有较大的带隙宽度和优异的热稳定性,可在高功率、高温(高达600℃)和高频(高达20GHz)条件下工作,在半导体器件中有着广泛的应用。Si是常用的制作SiC薄膜的基底材料,然而,由于基底Si和SiC靶材的晶格常数存在差异,使得它们之间存在较大的晶格失配和热膨胀系数失配,影响了成膜质量,在一定程度上限制了SiC在微电子领域的应用。通过在Si与SiC之间添加AlN缓冲层可以有效地解决这一问题。文章通过磁控溅射制备了不同AlN缓冲层厚度的SiC薄膜,研究了AlN缓冲层厚度对SiC薄膜的结构、表面形貌、硬度和附着力的影响。研究结果表明,当AlN缓冲层厚度为60nm和90nm时,薄膜与基底附着效果最好,薄膜硬度超过20GPa。     

ZAO透明薄膜厚度对其导电膜性能的影响

研究了薄膜的结构性质、光学和电学性质随薄膜厚度的变化关系.制备的ZnO:Al薄膜具有(002)面的单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构,性能优良的薄膜电阻率为4.9×1 0-4Ω.cm,平均透射率达到了88%.     

掺杂对涂层超导体CeO2缓冲层薄膜临界厚度影响的理论计算

采用第一性原理平面波赝势法计算了稀土元素掺杂超导带材缓冲层CeO2的晶体结构、电子能带、态密度和弹性常数,研究掺杂使CeO2缓冲层临界厚度增加的规律及其机理.在计算范围内,发现掺杂以后的晶胞体积V和弹性常数E^＊的变化主要取决于系统的电子数增加,拟合得到了弹性常数E^＊和系统电子数增量Δne之间的变化关系.分析表明,掺入Sm,Gd和Dy可以使Ce1-xRExO2缓冲层薄膜的临界厚度分别提高22%,43%和33%.     

太阳电池填充因子随日照强度变化的理论分析与计算

根据太阳电池直流模型和最大功率点数学条件,推出短路电流、开路电压、最大功率点电流和电压 以及填充因子随日照强度变化的数学关系式;并选取２个电池分别计算出在不同日照强度下上述电池参数随日 照强度的变化率。验证了短路电流和最大功率点电流是近似跟日照强度成正比,开路电压和最大功率点电压是 近似跟日照强度的自然对数成正比。并提出了填充因子随日照强度的变化关系不具有简单的函数形式,而对不 同的太阳电池其变化关系也迥异。最后用Multisim的模拟结果检验了理论分析计算的正确性。     

真空退火处理对光敏薄膜及聚合物太阳电池性能的影响

采用掺锡氧化铟玻璃作为衬底,制备了聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1-4-苯撑乙烯]光敏薄膜及其器件,研究了退火处理对薄膜形貌和光电性能的影响.透射光谱和AFM研究表明,退火处理改善了薄膜的表面形貌、降低了薄膜的光学能隙.另外,通过分析器件伏安特性发现,退火处理有助于提高薄膜的电导率和载流子迁移率.这些实验结果对于提高聚合物太阳电池的能量转换效率、改善器件的光伏性能具有非常重要的意义.     

厚度对ZnS薄膜结构和应力的影响

用射频磁控溅射法在单晶Si基片上制备了4种不同厚度的ZnS膜,采用XRD和光学干涉相移法对薄膜的微结构和应力进行研究。结构分析表明,不同厚度的ZnS膜均呈多晶状态,并有明显的(220)晶面择优取向,晶体结构为立方晶型(闪锌矿)结构;随着薄膜厚度的增加,平均晶粒尺寸随之增大;薄膜的晶格常数在不同厚度下均比标准值稍大。应力分析表明,随着膜厚的增加,ZnS膜的应力差减小,在厚度为768 nm时的选区范围内应力差最小,应力分布较均匀。     

表面和界面效应对纳米晶粒尺寸的影响

应用热力学方法，讨论了非晶晶化法制取纳米晶体时所得最小晶粒与晶化温度的关系．发现当退火温度为物体熔点的1／2时，可制得最小晶粒，而在此温度下，过冷液体与晶体之间的Gibbs自由能之差达到最大值．考虑到样品较薄时较为明显的表面效应，计算了金属样品厚度对晶粒最小尺寸的影响．结果表明，晶粒的最小限度不仅受晶化过程中自由能差的影响，还与晶体厚度有关．样品厚度越小，对生成的最小晶粒尺寸影响越大．     

薄膜厚度对V_2O_5薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备V2O5薄膜,研究了薄膜厚度对V2O5薄膜电阻率、透射率和电致变色性的影响.研究结果表明:随着薄膜厚度的增大,V2O5薄膜的表面电阻率总体上呈降低趋势,而当厚度大于20 μm时,薄膜的电阻率趋于常数.V2O5薄膜透光性能随厚度的增加而降低.随薄膜厚度增加,V2O5薄膜的变色效率提高.     

纳米TiO2薄膜的制备方法对NPC太阳电池性能的影响

采用溶胶凝胶法、粉末涂敷法在导电玻璃上制得纳米TiO2薄膜。X射线衍射实验表明该薄膜主要是锐钛矿相结构，透射电子显微镜测得薄膜晶粒尺寸为30nm左右，扫描电镜观察了薄膜的表面形貌。分析了这两种方法制得的纳米TiO2薄膜所组成的染料敏化太阳电池的性能，提出了一种新的制作纳米TiO2薄膜的方法。