12%效率大尺寸非晶/微晶硅叠层薄膜太阳能电池在理想能源VHF-PECVD设备上的开发

随着人类对能源需求的日益增加,太阳能作为一种可再生能源,越来越受到业界的广泛关注。其中硅基薄膜太阳能电池由于其材料成本低,环境污染少、弱光效应好、制备工艺简单、以及可弯曲、便于连续大规模生产等优点,已成为解决能源危机与环境污染综合治理的有效途径。非晶/微晶硅叠层薄膜太阳能电池,即以非晶硅为顶电池,微晶硅为底电池的新型结构,是目前获得高效率高稳定性硅基薄膜太阳电池的最佳途径。

生长条件和退火对金刚石薄膜光学性质的影响

提出一种分析微波等离子体化学气相沉积工艺条件对金刚石薄膜的组成和光学性质影响的方法。采用红外椭圆偏振光谱仪来分析Si衬底上金刚石薄膜的组成和光学性质 ,研究微波等离子体化学气相沉积法生长条件和退火工艺对金刚石薄膜的消光系数和折射率的影响。实验表明金刚石薄膜中存在C -H、C =C、O -H和C =O键 ,生长条件对薄膜中C -H和C =C键的含量及薄膜的折射率影响较大 ;薄膜经过退火后薄膜的光学性质得到明显改善。

Al_2O_3陶瓷衬底碳离子预注入对金刚石薄膜应力的影响研究

通过对Al2 O3陶瓷衬底进行碳离子预注入 ,大大降低了Al2 O3陶瓷衬底上金刚石薄膜的应力 ,且金刚石薄膜中的压应力随碳离子注入剂量的增加而线性下降 .通过对Al2 O3陶瓷衬底注入前后的对比分析表明 ,高能量的碳离子注入Al2 O3陶瓷衬底以后 ,并没有产生过渡层性质的新相 ,而是大量累积在Al2 O3晶格的间隙位 ,使Al2 O3晶格发生畸变 .而且 ,随着碳离子注入剂量的增加 ,Al2 O3基体内晶格畸变加剧 ,注入层残余压应力也随之上升 .当金刚石薄膜沉积以后 ,在降温的过程中衬底这部分残余应力得到释放 。

金刚石薄膜红外椭圆偏振参量的计算与拟合

用红外椭圆偏振仪对热丝化学气相沉积法制备的金刚石薄膜的光学参量进行了测量。由于表面状态和界面特性的差异 ,分别对镜面抛光硅片和粗糙氧化铝基片上的金刚石薄膜建立了不同的模型 ,并在此基础上进行了测试结果的计算拟合。为了综合反应诸如表面粗糙度等表面界面因素对测试结果的影响 ,根据衬底特性将表面层和界面层分离出来 ,并采用Bruggeman有效介质方法对它们的影响进行了近似处理。结果表明 ,硅衬底上金刚石薄膜的椭偏数据在模型引入了厚度为 879nm的表面粗糙层之后能得到很好的拟合。而对于氧化铝衬底上的金刚石薄膜而言 ,除了在薄膜表面引入了粗糙层之外 ,还必须在衬底和金刚石界面处加入一层由体积分数为 0 641的氧化铝、体积分数为 0 2 3 3 4的金刚石和体积分数为 0 12 53的空隙组成的复合过渡层 (厚度 995nm ) ,才能使计算值与实验参量很好地吻合。