Si／SiNx／SiO2多层膜的光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了具有强光致可见发光的纳米Si/SiNx/SiO2多层膜,利用傅立叶红外吸收(FTIR)谱,光致发光(PL)谱对其进行了研究。用260nm光激发得到的PL谱中观察到高强度的392nm(3.2eV)和670nm(1.9eV)光致发光峰,分析认为它们分别来自于缺陷态≡Si-到价带顶和从导带底到缺陷态≡Si-的辐射跃迁而产生的光致激发辐射复合发光。PL谱中只有370nm(3.4eV)处发光峰的峰位会受退火温度的影响,结合FTIR谱认为370nm发光与低价氧化物—SiOx(x<2.0)结合体有密不可分的关系。当SiO2层的厚度增大时,发光强度有所增强,800℃退火后出现最强发光,认为具有较大SiO2层厚度的Si/SiNx/SiO2结构多层膜更有利于退火后形成Si—N网络,能够得到更高效的光致发光。用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了可能的发光机制,并建立了发光的能隙态(EGS)模型。

TOPCon太阳电池发射极Al_(2)O_(3)/SiNx与SiO_(2)/Al_(2)O_(3)/SiNx叠层膜钝化性能的比较

本文对TOPCon电池发射结的叠层钝化膜进行了研究,对比了3种不同叠层钝化膜(SiO_(2)/SiNx、Al_(2)O_(3)(1.5 nm)/SiNx、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)(1.5 nm)/SiNx)的钝化性能。结果表明:Al_(2)O_(3)(1.5 nm)/SiNx的钝化性能优于SiO_(2)/SiNx,SiO_(2)/Al_(2)O_(3)(1.5 nm)/SiNx的钝化水平最佳,隐开路电压均值可达到705 mV。基于Al_(2)O_(3)/SiNx叠层膜研究了Al_(2)O_(3)厚度(1.5 nm、3 nm和5 nm)对钝化性能和电池转换效率的影响。当Al_(2)O_(3)厚度由1.5 nm增加到3 nm时,钝化性能得到明显提升,隐开路电压均值提高了20 mV,达到707 mV,对应电池的光电转换效率升高了0.23个百分点,与SiO_(2)/Al_(2)O_(3)(1.5 nm)/SiNx叠层膜电池的转换效率持平。然而,当Al_(2)O_(3)厚度继续增加至5 nm时,隐开路电压均值保持不变。因此可以使用Al_(2)O_(3)(3 nm)/SiNx叠层膜代替SiO_(2)/Al_(2)O_(3)(1.5 nm)/SiNx叠层膜,不仅简化了电池的工艺步骤,而且降低了生产成本。

三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜对多晶硅太阳电池性能的影响

本文分析了双层SiNx-SiNx减反射膜和带有氧化层的三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜对多晶硅太阳电池性能的影响。模拟结果表明,增加了氧化层的三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜多晶硅太阳电池电学输出特性优于双层SiNx-SiNx减反射膜多晶硅太阳电池。实验分析表明,三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜反射率略高于双层SiNx-SiNx减反射膜反射率,增加了氧化层的三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜多晶硅太阳电池具有更好的钝化效果,使得其光电转化效率有所增加。

Si/SiO_2和SiN_x/SiO_2多层膜的室温光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了纳米Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜,得到强的可见光致发光,利用傅里叶红外吸收(FTIR)谱和光致发光(PL)谱,对其发光特性进行了研究,在374 nm和712 nm左右观察到强发光峰。用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了其可能的发光机制,认为发光可能源自于SiOx界面处的缺陷发光中心。建立了发光的能隙态(EGS)模型,认为440 nm和485 nm的发光源于N-Si-O和Si-O-Si缺陷态能级。

PECVD沉积SiO_2和SiN_X对p-GaN的影响

在等离子增强化学气相沉积法(PECVD)沉积SiO2和SiNX掩蔽层过程中,分解等离子体中浓度较高的H原子使Mg-受主钝化,同时在p-GaN材料表面发生反应形成浅施主特性的NV+空位。高能量离子轰击造成的材料深能级缺陷增多以及沉积形成致密的SiO2和SiNX材料,阻碍了H原子向外扩散,使H原子在Ni/Au电极与p-GaN的界面处聚集,造成p-GaN近表面附近区域Mg-H络合物密度的提高,空穴浓度急剧下降,导致Ni/Au透明电极I-V特性严重恶化。选择较低的射频功率(15W,13.56MHz)沉积模式,经过适当的退火,可以减小沉积SiO2过程对p-GaN的影响。

关于积分integral from n=1 to ∞((sinx/x)dx=π/2)的若干证明方法

文章对积分integral from 0 to ∞ ((sinx/x)dx)=π/2的五种证明方法作了分析整理:(Ⅰ)实函数法(Ⅰ)——变量代换法;(2)实函数法(Ⅱ)——含参变量积分法;(3)实函数法(Ⅲ)——Fourier展开法;(4)复函数法——围道积分法;(5)数理方程法——付氏积分法。并对integral from 0 to ∞((sinx/x)dx)=π/2的简单应用作了说明。

基于Matlab软件SiN_x/Si0_2叠层减反射膜厚度优化的研究

SiN_x/SiO_2叠层膜作为减反射钝化膜在高效太阳电池中具有广泛的应用。本文采用光学导纳特征矩阵法,利用Matlab软件对SiN_x/SiO_2叠层膜的减反射效果进行系统理论研究。首次将AM1.5G光谱、透过叠层膜到达硅片表面光子数作为衡量标准,进行减反射膜的厚度优化研究。结果表明,优化后SiN_x/SiO_2叠层膜厚度为70nm+20nm时,透过叠层膜到达硅片表面光子数最多,达到2.618×10^(17)(1/s·cm^2)。

物理冶金多晶硅太阳电池叠层钝化减反射结构模拟

采用PC1D模拟软件对p型物理冶金多晶硅太阳电池的SiO2/SiNx/SiNx叠层钝化减反射结构进行了计算模拟。结果表明：在SiN x/SiN x双层减反射结构中引入SiO 2钝化层后可以明显改善电池的外量子效率与表面减反射效果，并最终提高电池转换效率；随着SiO 2膜厚度的增加，电池表面反射率呈先降低后增加的趋势，而电池外量子效率及转换效率则呈现出相反的趋势。二氧化硅膜厚度在2~8 nm时，电池转换效率变化不大，并在6 nm时效率达到最大值18.04%，当二氧化硅膜厚度大于8 nm后电池转换效率会出现明显下降。

PERC结构多晶硅太阳电池的研究

高效、低成本是目前硅太阳电池追求的主要目标。多晶硅太阳电池成本低,但其电性能较差。背面钝化及局部背接触是提高多晶硅太阳电池电性能的主要技术。通过采用SiO2/SiNx叠层膜作为背钝化介质层,依次经过背面开槽、丝网印刷、烧结形成背面局部接触,制备钝化发射极和背表面电池(PERC)结构多晶硅太阳电池。采用恒光源I-V特性测试系统测试其电性能,结果表明:较之常规铝背场多晶硅太阳电池,PERC结构电池在开路电压Voc、短路电流密度Jsc、转换效率η方面分别提高了13 mV、1.8 mA/cm2和0.67%(绝对值),其转换效率达到17.27%。PERC结构多晶硅电池采用了常规丝网印刷工艺,有利于实现高效多晶硅电池的产业化生产,具有很高的实际意义。

晶体硅太阳电池的双层结构钝化膜研究

针对目前基于p型硅片制备的单结太阳电池进一步提高表面钝化膜生产效率,利用氮化硅(SiNx)薄膜良好的钝化效果与价格低廉的二氧化钛(TiO2)膜,降低SiNx镀膜厚度减薄对少子寿命的影响。在单晶硅片表面先用PECVD法沉积SiNx薄膜,然后用热喷涂沉积TiO2薄膜。对比测试了热喷涂沉积TiO2薄膜前后电池的性能,结果表明在SiNx膜上增加TiO2膜层后少子寿命明显提高,这可能是TiO2膜结构内存在固定正电荷所致。这种双层结构封装后的太阳电池显示出了较好的光学与电学性能,对进一步改进太阳电池性能具有重要参考价值。

单晶硅太阳能电池的背场钝化技术研究

太阳能的应用是解决能源与环境问题的有效途径,而高转换效率低成本,易于产业化的高效电池技术是太阳电池发展的目标。近年来高转换效率技术层出不穷,例如SE电池(Selective emitter Cell),MWT电池(Metal warp through cell)和EWT电池(Emitter Warp through cell)等。这些高效电池均采用了良好的钝化技术。而常规晶硅太阳电池由于没有采用背场钝化技术,只使用铝背场,而经过烧结形成的铝硅合金背表面在减少复合和背反射效果方面有很大的局限性,并且铝硅合金区本身即高复合区,限制了电池效率的进一步提高。因此为了进一步提高开路电压及短路电流,对硅基背表面进行钝化是很有必要的。通过试验,着重比较了SiNx背场钝化层和SiO2背场钝化层对电池电性参数的影响和变化趋势。通过对电池片IQE分析发现,在使用了SiO2或SiNx背场钝化层后,长波区域的IQE响应相比正常电池片有明显提升,说明SiO2或SiNx确实起到钝化作用。而再对电性参数分析后发现,SiO2与SiNx相比可以有效提高电池的Rsh,降低反向电流。同时在EFF测试方面,SiO2与SiNx相比,也具有一定的优势。

SiN_X覆盖层厚度对非晶In-Ga-Zn-O薄膜退火晶化的影响研究

采用射频磁控溅射在二氧化硅衬底上沉积一层厚度200nm的非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)薄膜,并在IGZO膜层上沉积厚度分别为20nm、50nm、60nm、70nm、90nm的SiNX薄膜覆盖层,于350℃条件下N2气氛中退火1h。采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)对IGZO薄膜的微观结构及成分进行研究。研究结果表明,退火后无覆盖层的IGZO膜层仍为非晶状态,70nm以上SiNX覆盖层下的IGZO薄膜不发生晶化。与此不同,20~60nm的SiNX覆盖层下IGZO膜层与SiNX覆盖层的界面处存在纳米凸起柱,使IGZO薄膜与SiNX覆盖层的接触界面脱离,此厚度的SiNX覆盖层具有诱导非晶IGZO薄膜晶化的作用,IGZO膜层内部的晶粒直径约10nm。成分分析结果表明,结晶处In原子含量增加,IGZO薄膜中In原子的局域团聚是IGZO薄膜发生晶化的原因。

晶体硅太阳能电池表面钝化技术研究进展

文章综述了晶体硅太阳能电池表面钝化技术的研究进展,主要包括SiNx钝化、SiO2钝化、SiO2/SiNx叠层钝化,Al2O3钝化以及TOPCon钝化接触,介绍了各钝化膜层的生长工艺、钝化原理及应用现状,讨论了各钝化膜层的优势与不足,并分析了太阳能电池表面钝化技术下一步发展的方向。

背钝化高效晶硅电池的研究

背场钝化技术作为高效电池技术中的一种，在降低背表面复合速率，提高太阳电池长波响应，修复背表面态方面具有明显优势，．本文采用SiNx／SiO2双层钝化层制备背场钝化电池片（BSP），并对其电学性能进行探讨，SiNJSiO：双层钝化层电池与常规工艺电池相比在Isc、Voc和Eft都会有一定提高，通过电池片IQE分析发现，该电池在长波区域的IQE响应比正常电池片有明显提升。

“三角恒等变换”问题的思考之路

思考历程所求结果是和角的正弦,如果将其化简:sin(2x+π/3)=sin2xcosπ/3+cos2xsinπ/3,你有何想法?再联系条件是否看出,只要求出sinx,cosx的值,问题就解决了.自然地,我们可以考虑将条件中的差角的余弦展开:√2/2cosx+√2/2sinx=√2/10,即cosx+sinx=1/5.直接由cosx+sinx=1/5能求出sinx,cosx的值吗?不能.

我国新型三氧化二铝表面钝化研究获进展

目前，中科院微电子研究所在新型A1203表面钝化研究上取得突出进展。良好的表面钝化对于提升晶体硅太阳能电池的开路电压十分重要，传统晶体硅电池常用等离子体增强化学气相沉积法沉积SiNx：H薄膜，除了能够降低反射率以外，还对Si电池的表面进行了较好的钝化。然而传统SiNx：H薄膜对晶体硅的表面钝化效果有限，因此对表面钝化技术的探索和研究，一直是国际上的重点研究领域。最近几年，国际上利用A1203对晶体硅进行表面钝化，再结合新的工艺，有效地提升Tp型和n型晶体硅电池的效率，Al2O3钝化技术有望在太阳能电池的生产中得到大规模的应用。

磁控溅射制备持久性银反射镜研究

研究了磁控溅射制备Sub／NiCrNx／Ag／NiCrNx／SiNx／Air多层结构银反射镜的特性，分析了Nz对Ag薄膜、介质保护层及银反射镜光谱的影响。采用深度剖析X射线光电子能谱和透射电子显微镜分析了银反射镜短波波段（400-500nm）反射率偏低的原因。采用分光光度计、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了N2占比对Ar／N2混合气体溅射制备单层银膜光学性质、表面形貌及晶向结构的影响，比较了不同Ar／N2比例混合气体溅射制备银反射镜的反射率，并分析了对应样品SiN。保护层的化学计量比。实验结果显示，溅射制备银膜时，在Ar中引入一定比例的N2，SiNx保护层的化学计量比得到改善。当N2体积比由0上升至40％时，Ar／N2混合气体溅射制备的银反射镜在400nm波长处反射率由71．7％提高到79．3％。此外，基于Ar／N2混合气体溅射溅射制备的银反射镜样品具备优良的环境稳定性。

基于平面硅的晶硅异质结太阳电池表面减反膜的优化

目前晶硅异质结太阳电池大多采用刻蚀绒面来减小光学损耗,但该方法工艺繁琐,且重复性和后期镀膜均匀性不佳;同时,绒面增加了载流子的传输路径和复合概率,限制了电池性能的提高。本文利用太阳电池模拟软件OPAL和光学膜系设计软件TFCalc,以平面硅为衬底,设计了一种双层TiO_(2)/SiN_(x)减反膜。考虑到太阳光谱分布和异质结太阳电池的光谱响应,本文以加权平均光学损耗作为评价函数,将TiO_(2)/SiN_(x)双层减反膜与玻璃、衬底作为一体进行了优化,并将本文设计的减反膜与绒面硅上单层ITO减反膜的加权平均光学损耗进行了对比。结果表明,与绒面硅上单层ITO减反膜相比,所设计的双层减反膜的加权平均光学损耗更小,为4.69%,较单层ITO减反膜减小了1.97个百分点,且吸收损耗显著降低。本文研究为平面硅替代绒面硅提供了理论支持。