CIGS薄膜太阳能电池吸收层制备工艺综述

CIGS薄膜太阳能电池具有高光吸收系数、高转化效率、高稳定性等优点,已经成为太阳能电池领域的研究热点。其小样品最高转化效率已达19.9%,可与多晶硅电池的转化效率(20.3%)媲美;其大面积电池组件转化效率一般在10%～15%范围内,根据各膜层材料组分及制备工艺的不同而有所变化。综述了CIGS薄膜太阳能电池吸收层的各种制备工艺及其产业化进程。

直流磁控溅射制备大面积AZO透明导电薄膜

采用直流磁控溅射工艺于200℃的玻璃基板制备了大面积AZO透明导电薄膜。重点研究了样品晶体结构、方阻、可见光透过率、样品形貌等随其位置变化的情况。研究表明,大面积AZO薄膜的晶体结构、可见光透过率、样品形貌等随样品位置变化比较小,大面积AZO样品均按C轴取向生长,表面平整,晶粒尺寸为20 nm左右。在本实验条件下获得的大面积AZO薄膜方阻在86～110Ω/□范围内,方阻线性变动率为28%,样品电阻率为6.34～7.26×10-4Ω·cm,可见光平均透过率均高于87%。

Ba_xSr_(1-x)TiO_3前驱多层膜制备及后热处理条件的优化

用Ar^+离子束多靶溅射沉积技术在单晶硅Si(100)上顺序沉积了TiO_2、BaCO_3、SrCO_3叠层,并经后期低温扩散和高温晶化两步热处理过程制备了Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜。用俄歇扫描电子能谱(AES)对其低温扩散效应(温度、时效、沉积顺序)进行了研究。实验结果表明:在低温段长时间保温或在中温段短时间保温都有利于各沉积组元充分扩散,扩散均匀的混合膜层经高温晶化(900℃)能形成多晶Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜。

高密度无机功能材料芯片快速表征技术的发展

集成组合技术是近几年发展起来的一种快速发现和优比新型功能材料的方法,其发现和优化新型功能材料的效率比传统方法高出数百倍,甚至上千倍或更高,但是要充分发挥其在无机功能材料研究领域的优势,必须解决三个问题,(ｉ)材料芯片的设计;(ｉｉ)材料芯片的高速并行合成;(ｉｉｉ)材料芯片的快速表征．其中材料芯片的快速表征技术又是关键之关键,它制约着整个研究工作的开展,如果能高速设计、合成材料芯片却不能快速地来表征它,那么高速合成将失去其快速发现和优化新型功能材料的意义,因此,开发适用于高密度材料芯片性能和结构的快速表征技术有着非常重大的意义．本文综述了近几年无机功能材料芯片的几种快速表征技术:光致发光性能检测、电光/磁光性能检测、微波性能检测以及结构表证技术等,并简述了它们的工作原理及仪器设备情况．

等离子体辉光发射反馈控制系统在陶瓷硬质涂层制备中的应用

材料的使用性能与材料的固有性能、材料的成分/组织结构、材料的制备/合成工艺等息息相关。控制材料的成份对薄膜的性能有至关重要的作用。反应溅射过程中,采用等离子体辉光发射强度能谱控制参与反应的金属粒子或反应气体的浓度或状态,并通过实时反馈系统进行比例调配,可以获得需要的化学计量比薄膜。陶瓷硬质涂层,如氮化物、碳化物、硼化物,金属掺杂DLC等,具有高硬度、低摩擦系数、耐高温、耐腐蚀等性能,广泛应用于机械加工、模具制造、地质探钻、纺织工业及航天航空领域。但薄膜中各组份的化学计量比对其性能有较大影响。本文先总结了反应磁控溅射制备陶瓷硬质工具涂层过程中,使用等离子体辉光反馈控制系统提高工具涂层成膜过程的稳定性以及各元素计量比,实现性能提升的现状。然后基于我们的实验结果,阐述等离子体辉光发射反馈控制系统在硬质装饰膜中的应用前景,希望通过等离子体辉光发射反馈系统控制装饰膜层中的成份与沉积速率,真正做到反应状态与时间的积分得到所需要的颜色,从而解决现如今依靠仿制跟踪、经验积累以及反复试错的现状。

等离子体辉光发射反馈监控技术在光学薄膜中的应用

目前光学减反光膜、光学装饰膜等广泛应用于消费电子行业,这些光学膜主要采用电子束蒸发和反应磁控溅射等方式制造。传统的反应磁控溅射光学膜具有致密度高、附着力好、颜色稳定等优点,但过氧态沉积速率低,生产效率不高。本文利用等离子体辉光发射监控技术(PEM)来稳定控制中频反应溅射过程中的靶状态,使靶材稳定在过渡态镀膜,既提高沉积速率,又不影响光学性能。实验结果表明,采用PEM反馈控制中频反应溅射制备氧化铌薄膜,777 nm处氧辉光强度设定值为40%时(过氧态标定为90%),沉积速率较传统的过氧态提高1-2倍;采用靶电压反馈控制中频反应溅射制备氧化硅薄膜,靶电压设定值为29%时(纯硅靶电压标定为90%),其沉积速率是过氧态的2～3倍。可见光透过率曲线显示没有明显增加吸收。按照此设定值制备4层AR膜,单炉镀膜时间由原来的2.3 h(过氧态镀膜)缩减到1 h,产能提高1倍以上。