多孔化PECVD硅薄膜的室温光致发光

本文采用阳极氧化腐蚀技术对等离子ＣＶＤ方法制备的微晶硅薄膜进行了多孔化处理．在室温下用Ｎ２激光激发，在多孔化微晶硅薄膜上观测到了强的可见荧光，其荧光谱中包含１．９４ｅＶ和２．８６ｅＶ两个峰．我们还对其激发谱进行了研究，发现除与跃迁有关的吸收峰（３．４ｅＶ）外，在２—３ｅＶ间还有新的吸收峰．此结果与Ｆ．Ｂｕｄａ等人最近对硅量子线的理论计算相符合．

硅基薄膜光电性能测试技术——电导温度曲线和光电导衰退的测试

介绍了硅基薄膜电导温度曲线和光电导衰退测试设备和方法,包括测试设备、采集数据的方法及测试的操作规程等。

a-Si:H中光致亚稳变化与载流子复合

木文通过对光致亚稳缺陷产生动力学的唯象分析,及与光致光电导变化的实验结果的比较,讨论对光致亚稳缺陷的产生起主导作用的光生载流子的复合机构.

a-Si:H带尾态的光致变化

为阐明a-Si∶H的光致变化效应的物理机构,作者用光电流相移法研究了光照前后.a-Si∶H导带尾态的变化情况;同时用等光电导法测量了光吸收Urbach尾,从而确定了价带尾的光致变化情况.实验结果表明:光照以后,导带尾态和价带尾态都增加了.作者认为:在集团氢存在的地方,与光照引起的Si-H键断裂相伴随的Si-Si弱键的增加是带尾态增加的原因.

a-SiN_x∶H薄膜的室温光致发光

研究了a SiNx∶H薄膜中不同氮含量样品的室温光致发光。当x≥ 0 .5时 ,在室温下观察到了较强的室温荧光 ,而且随氮含量增加 ,发光峰能量与强度不断增加。首次发现在富硅 (x≤ 1.3)样品中存在两种荧光机制 ,其临界值位于x =0 .8。当x≤ 0 .8时 ,样品表现为与a Si∶H类似的荧光特性及温度特性 ;当x >0 .8时 ,荧光强度和峰位均有大的增加 ,归一化后的低温和室温的荧光谱几乎完全重合。最后 ,采用量子限制模型并结合渗流理论解释了实验现象。

非晶氮化硅薄膜退火前后微结构的XPS研究

用X射线光电子谱研究了由等离子体增强化学气相沉积方法制备的富硅a SiNx∶H(x≤ 0 .80 )薄膜的结构。实验中选取两类典型样品 ,x分别为 0 2 8和 0 80。对Si 2 p峰用两个高斯峰来拟合 ,结果表明样品中确实存在分凝现象 ,是由a Si原子团和位于其边界的富氮a SiNy∶H组成 ,其中y约为 1 5。随N含量增加 ,两相所对应的Si2 p峰的位置和半高宽均不发生变化 ,但两相相对强度的变化导致了Si 2 p峰向高能方向移动。 75 0℃高温退火后 ,样品中发生结构重组 ,对x =0 .2 8的样品 ,H释放后形成的硅悬挂键与N结合 ,使a Si相所占比例从 5 8 9%下降到 46 3% ,而且键角畸变增加引起各峰半高宽大大展宽 ;对x =0 .80的样品 ,高温退火使两个Si—N—H结合形成两个Si—N键并释放出氢 ,因此无论是两相比例还是半高宽均无大的变化 ,相应的 y增至 2。

沉积气压对相变域硅薄膜性能的影响

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)法,成功制备出一系列从非晶到微晶过渡区域的硅薄膜。研究了气体压强对样品的微结构、光电特性、输运性质以及沉积速率的调控作用。结果表明,增大沉积气压可以提高材料的光敏性及沉积速率,但材料的结构有序度以及输运特性变差。

纳米非晶硅(na-Si∶H)p-i-n太阳电池

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170°C)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-S i∶H)薄膜,并将其用作p in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-S iC∶H/i-na-S i∶H/n-nc-S i∶H/A l结构的p in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)。

低碳含量a-Si_(1-x)C_x∶H薄膜的化学键结构

利用两种不同激发波长进行 Ram an测量 ,研究了低碳含量 a- Si1 - x Cx∶ H (～ <2 0 at.% )薄膜的结构特征 .采用 6 47.1nm激发时 ,由于激发光能量接近于各样品的光学带隙 ,因而在样品中具有较大的穿透深度 ;而采用488nm激发时 ,激发光被样品表面强烈吸收 .探测深度的变化造成了两种激发下 Raman谱出现较大的差异 .实验结果表明样品体内存在硅团簇结构 ,样品的自由表面存在一层高浓度的缺陷层 .这两种空间的不均匀性造成了高能激发时 Raman谱的 TO模频率和半高宽比低能激发时有大的红移和展宽 .以上结果证明不同激发波长将造成Ram an测量结果的差异 .

氢化非晶氧化硅薄膜光致发光起源的探讨

研究了不同氧含量的ａ－ＳｉＯｘ∶Ｈ薄膜的室温光致发光，发现每一个样品的发光谱均由两个Ｇａｕｓｉａｎ分谱组成．一个是峰位随氧含量蓝移的宽的主峰；另一个是峰位固定在大约８３５ｎｍ的伴峰．结合对ＩＲ谱和微区Ｒａｍａｎ谱的分析，我们认为主峰可能与膜中的ａ－Ｓｉ颗粒有关，而伴峰与Ｓｉ过剩或氧欠缺引起的缺陷有关．

GD a-Si:(Cl,H)薄膜的光学性质

本文报道用分光光度仪对GDa-Si:(Cl,H)薄膜的光学性质进行测量的结果,并采用较严格的两层膜透射公式进行处理.发现掺CI以后,材料的光学能隙(E_o)增大,热学稳定性增加,同Si-CI键有较强的键合能的结果一致.

小面积高效率非晶硅单结太阳能电池

本文报道我们在非晶硅单结太阳能电池方面进一步的研究成果.我们在透明SnO_2电极与 p a-SiC_π:H层之间增加了一层高掺杂的超薄接触层(CL),用 MIS背面隧道接触取代MS接触,使单结非晶硅电池的能量转换效率在1cm^2面积上达到11.19％(AM1.5,100mW/cm^1).

a－Si∶H中第二类亚稳缺陷的观察

我们用光电导谱技术和光电流相移分析技术研究了氢化非晶硅（ａ－Ｓｉ：Ｈ）带隙态密度及其分布的亚稳变化效应．实验发现光致亚稳缺陷分布在整个光学带隙中，它们的退火行为与它们在带隙中的位置相联系．首次从实验上直接观察到第二类亚稳缺陷在带隙中的能量位置，这类缺陷具有易产生和难退火的特点．定性地确定出了亚稳缺陷的退火激活能与其在带隙中能量位置的关系．

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)。

非晶硅薄膜瞬态光电导的光致变化(英文)

研究了非晶硅薄膜的瞬态光电导的光致变化情况 .用通常的非晶态半导体的瞬态光电流的乘方规律和稳态光电导的扩展指数规律都不能对试验数据进行很好的拟合 ,而采用两个指数函数相加的形式可以对实验数据进行很好的拟合 .这表明非晶硅薄膜长时间的衰退不是由带尾态决定 ,而是由深的陷阱决定的 .两个指数函数的衰退分别对应于距导带 0 .5 2 e V和 0 .5 9e V的两个陷阱 ,这两个陷阱可以被指认为带隙中的荷负电中心 .光照后 ,带隙中的复合中心增加 ,导致电子寿命的减少 ,从而引起光电导的衰退 .

非晶硅中的硅氢键与光致亚稳缺陷

我们曾经提出:在a-Si∶H中光致亚稳缺陷的产生是由于Si-H键断裂,本文将进一步论述这种缺陷产生的可能微观机构,着重讨论微空洞在亚稳缺陷产生中的作用,并提出:光照不仅使悬键增多,同时也使Si-Si弱键增多的机构.

用改进的调制光电流相移分析技术研究氢化非晶硅的隙态分布

本文提出了一种严格校准调制光电流相移的方法，在此基础上，采用调制光电流相移分析技术研究了不掺杂氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜费米能级以上隙态密度及其分布的光致变化效应．实验发现，光电流相移的校准对确定隙态密度及其分布是至关重要的．除了核准测试系统的相移频率特性外，还需考虑样品本身电阻、电容等参数的影响，否则会使隙态密度偏低1～2个数量级；经严格校准的光电流相移测试，a－Si：H的隙态分布在导带边以下约0．43eV处观察到一个峰，可能是双占据悬挂键D-中心引起的．光照引起浅态减少，深态增加，引起了隙态重新分布．

用逐层淀积法制备a－Si∶H薄膜

本文用逐层淀积法制备了ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜，研究了生长速率、子层厚度及氢等离子体处理对薄膜性质的影响，结果指出：不同条件下的氢等离子体处理不仅可以使淀积的样品发生从非晶到微晶的相变，而且可以使费米能级的位置向上或者向下移动，在较低的淀积速率及较小的子层厚度下淀积，并配合以适度的氢等离子体处理，可以得到具有较高光电灵敏度及稳定性的ａ－Ｓｉ：Ｈ薄膜。

a-Si:H/a-C:H超晶格的界面研究

利用透射电子显微镜(TEM)和电子自旋共振(ESR)分别对a-Si∶H/a-C∶H超晶格的界面结构和自旋电子态进行了研究,发现a-Si∶H/a-C∶H界面存在6-15A的过渡层,而且在界面上还存在面密度约10^(12)cm^(2)的未配对电子,这些未配对电子被证实是非晶硅和非晶碳在界面失配产生的.

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池计算机模拟

运用AMPS程序模拟计算了p-型非晶硅/n-型晶体硅HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)异质结太阳电池的光伏特性.通过对不同带边补偿情况下的计算结果同文献报道相比较,得出导带补偿小部分(0.18eV),价带补偿大部分(0.5eV)的基本结论.同时还证实,界面态是决定电池性能的关键因素,显著影响电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF).最后计算了这种电池理想情况下(无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1)的理论效率Eff=27%(AM1.5 100MW/cm2 0.40～1.10μm波段).