气压对VHF-PECVD制备的μc-Si∶H薄膜特性影响的研究

本文主要研究了用VHF PECVD方法制备的不同工作气压的微晶硅薄膜样品。结果表明 :沉积速率随反应气压的增大而逐渐增大 ;光敏性 (光电导 /暗电导 )和激活能测试结果给出了相同的变化规律 ;傅立叶红外测试、X射线衍射和室温微区喇曼谱的结果都表明了样品的晶化特性 ;

VHF-PECVD制备不同氢稀释条件下硅薄膜特性分析

本文集中报导了不同硅烷浓度条件下,制备的系列硅薄膜电学特性和结构特性的分析研究。结果表明:随着硅烷浓度的逐渐减小,材料逐渐地由非晶向微晶转变。傅立叶变换红外吸收 (FTIR)的测试结果表明:微晶硅材料存在着自然的不稳定性,表现为氧含量随着时间的推移而增多。而且,微结构因子(IR)的结果给出:对于适用于电池有源层的微晶硅材料来说,其IR不能太大,也不能太小,本实验中相对好的微晶硅材料其IR为 31%。

纯化器对VHF-PECVD制备的不同结构硅薄膜特性的影响

本文采用VHF PECVD技术制备了不同结构的硅薄膜 ,分析研究了有、无纯化器对制备薄膜特性的影响。电学特性和结构特性测试结果表明 :在 10W的功率条件下 ,使用纯化器时制备的薄膜是光敏性满足非晶硅电池要求的材料 ,而在不使用纯化器时制备的材料是适用于太阳能电池有源层的纳米硅材料 ;在 30W时 ,不使用纯化器制备薄膜的晶化明显增大 ,光敏性也相应的降低 ,5 0W的条件表现出相类似的结果 ,初步分析是氧引起的差别 ;激活能的测试结果也表明 ,使用纯化器会降低材料中的氧含量 ,即表现激活能相对大 ;另外 ,沉积速率的测试结果也给出

用直流磁控溅射法研制非晶硅太阳电池ZnO/Al背反射电极

本文首先在低温（140℃）和低功率下采用Zn：Al合金靶直流反应磁控溅射法研制ZnO：Al透明导电膜。然后在单结（glass／SnO2／pin／）或双结（glass／SnO2／pin／pin／）非晶硅电池上沉积约70-100nm厚的ZnO透明导电膜，最后再用电阻蒸发法沉积Al电极。实验获得了较好的n^＋／ZnO界面，实现了ZnO／Al背电极的增反作用，使电池的短路电流增加1-3mA／cm^2，光电转化效率提高1—3％（绝对效率），小面积电池效率达到9．5％。

VHF-PECVD法高速率沉积氢化微晶硅薄膜

采用光发射谱(OES)技术对氢化微晶硅(μc Si∶H)薄膜的甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF PECVD)生长过程进行了原位监测,并对不同沉积条件下VHF等离子体中SiH 和H 的发光峰强度与薄膜沉积速率之间的关系进行了分析与讨论。通过Raman光谱、X射线衍射与扫描电子显微镜(SEM)测量,研究了μc Si∶H薄膜的结构特征与表面形貌。基于当前的沉积系统,对μc Si∶H薄膜沉积条件进行了初步优化,使μc Si∶H薄膜的沉积速率提高到2 0nm/s。

电极结构对硅薄膜生长过程及材料特性的影响

在制备硅薄膜材料的PECVD系统中,分别采用普通平行板电极和网状电极,在相同的工艺条件下研究了电极结构对硅薄膜材料均匀性、电学性能以及微结构的影响.发现采用网状电极使薄膜(400～500nm)均匀性得到明显改善,在20cm×20cm内不均匀性从±12.6%下降到±2.1%.等离子体发光光谱的测试表明,网状电极可大大提高硅烷的利用率,因而在相同工艺条件下,生长微晶硅材料需要更高的功率密度.文中对实验结果进行了详细的讨论.

薄膜厚度对MOCVD法沉积ZnO透明导电薄膜的影响

本文研究了薄膜厚度对MOCVD技术制备未掺杂ZnO薄膜的微观结构和电学特性影响。XRD和SEM的研究结果表明，随着薄膜厚度的增加，ZnO薄膜（110）峰趋于择优取向，且晶粒逐渐长大，薄膜从球状和细长棒状演变为具有类金字塔绒面结构特征的ZnO薄膜；Hall测量表明，较厚的ZnO薄膜有助于提高薄膜电学特性，可归于晶粒长大和晶体质量提高。40min沉积时间（膜厚为1250m）制备出的ZnO薄膜具有明显绒面结构，其晶粒尺寸为300-500m，电阻率为7．9×10^-3Q·cm，迁移率为26．8cm^2／Vs。

非晶硅电池参数影响

在相同氢稀释硅烷浓度和相同的其它沉积参数情况下，在电池和玻璃上本征材料晶化程度不同，微结构有差别。硅烷浓度SC=8％-2％区间采用提高氢稀释硅烷浓度的方法沉积非晶硅，可使材料的有序度提高.本征层材料硅烷浓度SC=6％的电池在沉积时随着衬底温度的增高，电池的开路电压逐渐减小；电池的填充因子随着本征层压力的增大也呈现上升趋势，开路电压随着沉积压力的增大又逐渐降低。

用VHF-PECVD技术研制大面积均匀硅基薄膜

首先对电极表面VHF频段电场分布进行了详细的物理分析,认为当激发频率在VHF频段时驻波和损耗波对电场均匀性分布影响很大,而通过选择不同的电源馈入方式可减小其影响。采用中心馈入法,对馈线和电极的连接方式进行了仔细研究,然后就工作压力、沉积功率、流量等工作参数对均匀性、沉积速率、材料特性的影响进行了研究。结果表明:在本文所研究的范围内,适当提高工作气压可以提高薄膜的均匀性,而功率的变化对均匀性影响不大;在一定范围内提高工作气压和功率都可提高沉积速率;从薄膜的质量来说,气压低时较好,而功率则应适当选择。通过优化沉积条件,我们在普通浮法玻璃上制备出了面积为23×24cm^2,厚度不均匀性为±1.4%,最高沉积速率达10.5/s,光敏性最大为2.25×10~5的a-Si:H薄膜材料。

某高层建筑基底反力及柱轴力监测与分析

在桩-承台-筏板基础中,由于桩实测承载力低于设计值,采用加大筏板厚度方法以调整地基反力分布。在施工全过程中监测关键部位基底反力和柱轴力。结果显示:基底反力与其在筏板或承台下的位置关系不明显,基底近似均匀承受上部荷载;柱实际受力与弹性分析结果相近,表明上部结构保持原有结构体系,未发生内力转移。在施工初期,上部荷载主要由桩间土体承担;随着土体变形增加,新增上部荷载主要由桩承担,主体完工时桩承担的荷载是桩间土的2.20倍。

大直径超长后注浆钢筋砼桩身应变分布式光纤监测

后注浆条件下大直径超长桩荷载传递机理十分复杂,而传统监测技术得到的成果不连续,不能准确反映桩基的荷载传递机理。结合工程实例现场静载荷试验,采取BOTDR分布式光纤技术监测桩身应变分布,研究超长桩端阻、侧阻分布。发现桩侧摩阻力呈中间大、两端小的趋势;桩侧负摩阻使摩阻力曲线上出现波峰和波谷交替现象;桩侧摩阻力在桩体下部很难发挥出来,直接把基坑底标高处桩的轴力作为极限承载力是不合理的。

p/i界面掺碳缓冲层沉积时间对非晶硅太阳电池性能的影响

本文研究了pin型非晶硅(a-Si)太阳电池p/i界面掺碳缓冲层(C-buffer layer)沉积时间对电池效率和稳定性的影响。研究发现,随着掺碳缓冲层沉积时间的增加,太阳电池的初始效率有所增加,当沉积时间增加到约60s时,电池的初始效率达最大值,而后随着沉积时间的继续增加,电池效率下降。而在太阳电池的稳定性方面,当缓冲层沉积时间小于50s时,随着沉积时间的增加,电池衰退率增大;大于50s后,电池的衰退率又随沉积时间的增大而减小。

高压13.56MHz PECVD法沉积器件质量级本征微晶硅材料(英文)

本文国内首次报道了采用高压RF-PECVD技术沉积本征微晶硅材料的结果。实验表明,增大等离子体激发功率和减小硅烷浓度都能够使薄膜材料由非晶硅逐渐向微晶硅转变,而结构上的改变使得电学特性也随之改变。通过工艺参数的优化和纯化器的使用,有效地控制了氧的掺杂,在较高的生长速度下得到了器件质量级的本征微晶硅材料。将实验得到的微晶硅作为太阳电池光吸收层,在没有ZnO背电极和没有优化窗口层材料以及p/i界面时,电池的效率达到5.22%,这进一步表明本征微晶硅材料的良好性能。

高速微晶硅薄膜沉积功率利用效率的测量与优化

为了实现低成本微晶硅薄膜的高速沉积,需要尽可能的优化工艺参数,特别是提高功率利用效率对于降低生产成本,以及提高工艺稳定性都具有重要的意义。文中对射频等离子体增强化学气相沉积系统的各部分功率消耗进行了测量与分析,发现实际用于辉光放电的功率利用率仅为10%以下;腔室的寄生电阻自身消耗功率占30%左右,且寄生电抗分布情况对匹配器的功率消耗影响较大。通过对系统硬件的改造,降低了寄生电抗的影响,显著地提高了功率耦合效率,在高反应气压条件下的功率利用率达到60%以上。

多晶硅薄膜太阳电池的计算机模拟

建立了一个多晶硅薄膜太阳电池计算机模型。利用该模型 ,分别模拟计算了单结多晶硅薄膜电池、a Si/poly Si双结电池、a Si/ poly Si/ poly Si三结电池 ,并对结果进行了讨论。结果表明实际可行的多晶硅电池应是具有陷光结构的a Si/ poly Si/ poly Si三结叠层电池 ,其子电池厚度为 0 2 3/ 0 95 / 3μm ,最高效率为 2 2 74 %。

平面硅异质结太阳电池的光吸收增强的研究

钙钛矿/硅叠层太阳电池可以充分利用太阳光谱,提高光电转换效率。平面硅异质结太阳电池可以作为叠层电池的底电池,其性能直接影响叠层电池的性能表现。采用传统反应热蒸发技术,在低温(170℃)条件下制备了掺锡氧化铟薄膜,并在170℃的氧气氛围下后退火处理,对ITO薄膜的特性进行了详细的表征和分析。结果表明:后退火工艺改善了ITO的结晶特性,使得材料的光学特性和电学特性得到明显提高,将其应用于平面硅异质结太阳电池,短路电流密度得到极大提高,尤其红外光响应改善明显。引入MgF_2薄膜作为减反射层,进一步增强了电池的光响应,转换效率达到19.04%。

钙钛矿/硅叠层太阳电池中平面a-Si:H/c-Si异质结底电池的钝化优化及性能提高

最近,旋涂法制备的钙钛矿/平面硅异质结高效叠层太阳电池引起人们广泛关注,主要原因是相比于绒面硅衬底制备的钙钛矿/硅叠层太阳电池,其制备工艺简单、制备成本低且效率高.对于平面a-Si:H/c-Si异质结电池, a-Si:H/c-Si界面的良好钝化是获得高转换效率的关键,进而决定了钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的性能.本文主要从硅片表面处理、a-Si:H钝化层和P型发射极等方面展开研究,通过对硅片表面的氢氟酸(HF)浸泡时间和氢等离子体预处理气体流量、a-Si:H钝化层沉积参数、钝化层与P型发射极(I/P)界面富氢等离子体处理的综合调控,获得了相应的优化工艺参数.对比研究了p-a-Si:H和p-nc-Si:H两种缓冲层材料对I/P界面的影响,其中高电导、宽带隙的p-nc-Si:H缓冲层既能够降低I/P界面的缺陷态,又可以增强P型发射层的暗电导率,提高了前表面场效应钝化效果.通过上述优化,制备出最佳的P-type emitter layer/aSi:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)/N-type layer (inip)结构样品的少子寿命与implied-Voc分别达到2855μs和709 mV,表现出良好的钝化效果.应用于平面a-Si:H/c-Si异质结太阳电池,转换效率达到18.76%,其中开路电压达到681.5 mV,相对于未优化的电池提升了34.3 mV.将上述平面a-Si:H/c-Si异质结太阳电池作为底电池,对应的钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的开路电压达到1780 mV,转换效率达到21.24%,证明了上述工艺优化能够有效地改善叠层太阳电池中的硅异质结底电池的钝化及电池性能.

锂掺杂提高硫氰酸亚铜的电学特性及在钙钛矿太阳电池中的应用

高效钙钛矿太阳电池中通常采用有机p型半导体材料作为空穴传输层.有机材料在湿度、温度、紫外照射等环境因素下会出现严重的性能衰退,加速钙钛矿太阳电池的老化,成为实现其实际应用的主要障碍之一.本文提出采用无机硫氢酸亚铜(CuSCN)作为空穴传输材料,并通过锂掺杂提高其空穴传输特性;在此基础上采用聚[双(4苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]修饰CuSCN表面,避免CuSCN和碘化铅(PbI_(2))间的相互作用,实现了大晶粒、致密钙钛矿薄膜的制备,最终实现了钙钛矿太阳电池性能的有效提升.本工作为稳定、高效钙钛矿太阳电池的制备提供了可借鉴的策略.

基于N型纳米晶硅氧电子注入层的钙钛矿发光二极管

钙钛矿材料由于其禁带宽度可调、光致发光量子产率高、色纯高等优点,使得其在发光器件上具有巨大的应用潜力.电子注入材料是钙钛矿发光器件中的重要组成部分,特别是n-i-p型发光器件,其直接影响后面钙钛矿的生长情况.本文通过向钙钛矿发光二极管中引入一种新型电子注入材料,n型纳米晶硅氧(n-ncSiOx:H)借助于n-nc-SiOx:H薄膜平滑的表面,有效地提高了沉积钙钛矿薄膜的结晶质量,同时其能带结构更加匹配,有效地降低了电子的注入势垒.为了进一步提升器件性能,向钙钛矿材料中引入合适比例的甲基溴化胺(MABr)、氯苯反溶剂中引入一定量的苯甲胺(PMA),通过MABr和PMA的协同作用提高了钙钛矿薄膜的覆盖率,降低了钙钛矿薄膜表面的缺陷密度,抑制了钙钛矿薄膜退火过程中的发光猝灭,最终获得了最大电流效率为7.93 cd·A^-1、最大外量子效率为2.13%的n-i-p型钙钛矿发光二极管.

硅异质结太阳电池中钝化层和发射层的优化设计

本征钝化层及p型发射层对硅异质结太阳电池的性能具有重要的影响.本文在常规钝化层与晶硅衬底(c-Si)之间插入一层低功率、高氢稀释比沉积的超薄缓冲层,以此来提高钝化效果,并拓宽钝化层工艺窗口.此外,设计并制备了具有宽带隙、高电导特性的重掺杂纳米晶硅/轻掺杂p型双层复合发射极.实验结果表明,双层钝化层具有更加稳定与优异的钝化效果,钝化样品的少子寿命达到4.197 ms,隐含开路电压(implied-VOC,iVOC)达到726 mV.同时双层复合发射层中,轻掺杂的掺杂层可以减弱掺杂剂向本征钝化层的扩散,保证良好的钝化效果,而重掺杂的掺杂层不仅能够提供足够的内建电场,而且可以改善掺杂层与氧化铟锡薄膜的接触特性,进而提升电池的输出特性.并且高氢稀释比的前掺杂层还可以对钝化层起到氢处理的作用,减少钝化层表面的悬挂键,从而增强化学钝化效果,进而提高电池的开路电压.最终,基于商业化制绒的硅片,获得了效率达到20.96%的硅异质结太阳电池,其中开路电压为710 mV,短路电流密度为39.88 mA/cm^(2),填充因子为74.02%.