VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池

采用VHF PECVD技术制备了不同功率系列的微晶硅薄膜和电池,测试结果表明:制备的适用于微晶硅电池的有源层材料的暗电导和光敏性都在电池要求的参数范围内.低功率或高功率条件下,电池从n和p方向的喇曼测试结果是不同的,在晶化率方面材料和电池也有很大的差别,把相应的材料应用于电池上时,这一点很重要.采用VHF PECVD技术制备的微晶硅电池效率为5%,Voc=0 45V,Jsc=22mA/cm2,FF=50%,Area=0 253cm2.

VHF-PECVD制备微晶硅材料及电池初步研究

研究了用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备的不同沉积气压下的微晶硅薄膜样品。随着沉积气压的逐渐增大,样品的沉积速率也逐渐增大;样品的光敏性和激活能测试结果表明:随气压的变化两者发生了规律性一致的变化;傅立叶变换红外(FTIR)测试表明制备的样品中含有一定量的氧,使得样品呈现弱n型;室温微区喇曼光谱测试分析得到样品的微晶化特征与IR的分析是一致的,用高斯函数对喇曼谱解谱分析定量得出了晶化程度;分析了H处理p/I界面对电池性能的影响;首次在国内用VHF-PECVD制备出效率达4.24%的微晶硅电池。

本征微晶硅材料及其在电池中的应用

采用VHF-PECVD技术制备了系列不同硅烷浓度和功率的微晶硅薄膜。材料的电学特性和结构特性测试结果表明:制备出了符合太阳电池用的本征微晶硅薄膜。材料应用于电池中,制备出了效率达6.6%的微晶硅电池,没有ZnO背反射电极,而且电池的厚度仅为1.0μm。

本征微晶硅薄膜和微晶硅电池的制备及其特性研究

本文对VHF PECVD制备的本征微晶硅薄膜和电池进行了电学特性和结构特性方面的测试分析研究。电学测试结果给出制备薄膜的激活能为0. 51eV,符合电池对材料的电学参数要求;拉曼散射谱测试结果计算得到样品的晶化率为63%;X射线衍射结果也证明材料晶化,同时(220)方向择优;首次在国内用VHF PECVD方法制备出效率为5%的微晶硅电池(Jsc=21mA/cm2, Voc=0. 46V, FF=51%, Area=0. 253cm2 )。

金属屏蔽罩对柔性衬底微晶硅太阳电池特性的影响

通过改变硅烷浓度,采用等离子体增强化学气相沉积方法制备了在有无金属屏蔽罩两种情况下的系列微晶硅太阳电池,发现将金属屏蔽罩去除后,本征微晶硅材料的沉积速率提高约一倍,微晶相至非晶相的硅烷浓度转变点有所变化。将沉积条件应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,获得了9.28%(AM0,1353 W/m2)和11.26%(AM1.5,1000W/m2)的光电转换效率。

柔性衬底微晶硅太阳电池量子效率的研究

通过对微晶硅太阳电池量子效率的测量,结合微区拉曼光谱和电学特性测试,讨论了本征层的硅烷浓度和等离子体辉光功率对太阳电池量子效率的影响。发现本征层硅烷浓度增加时,电池的长波响应变差,材料结构由微晶相演变成非晶相;等离子体辉光功率的增加造成了电池短波响应的变化。同时发现测量微晶硅太阳电池时使用掩膜板所得短路电流密度与量子效率积分获得的短路电流密度相差不大。将优化后的沉积参数应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,获得了9.28%(AM0,1353 W/m2)和11.26%(AM1.5,1000 W/m2)的光电转换效率。

柔性衬底微晶硅薄膜太阳电池研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了系列本征微晶硅薄膜材料和nip单结微晶硅太阳电池,研究了硅烷浓度、衬底温度和辉光功率等沉积参数与薄膜材料性能、薄膜电池性能三者之间的关系。拉曼光谱和器件测试结果表明:随硅烷浓度的增加,本征层晶化率逐渐减小,直至转变为非晶硅;沉积温度高于200℃时,电池性能严重恶化;随等离子辉光功率增加,材料晶化率保持不变,而电池开路电压逐渐增大,短波光谱响应逐渐增强。在此基础上,优化了单结微晶硅电池沉积参数,得到效率为6.48%(AMO,25℃)的单结微晶硅薄膜太阳电池;并将其应用到非晶硅/微晶硅叠层电池中,在不锈钢柔性衬底上得到效率为9.28%(AMO,25℃)的叠层电池。

薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术制备非晶硅顶电池,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备微晶硅底电池,初步优化研究了薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池顶电池与底电池的本征吸收层厚度匹配与电池电流匹配,以及氧化锌/金属复合背反射电极对电池的作用。研制出了面积为1.0 cm2效率达9.83%的薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池。

PECVD低温制备微晶硅薄膜的研究

实验采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在玻璃衬底上制备了微晶硅薄膜。研究了氢稀释比、衬底温度、射频功率等因素对薄膜晶化的影响,得出在一定范围内随着衬底温度的升高、射频功率和氢稀释比的增大,薄膜的晶化率得到提高;但进一步提高沉积温度、射频功率反而会使薄膜晶化效果变差,并对晶化硅薄膜低温生长的机理进行了初步的探讨。

硅烷浓度对本征微晶硅材料的影响

利用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术沉积微晶硅材料 .随硅烷浓度的降低 ,材料晶化率增加 ,材料的光学带隙在 1.5～ 1.6 5 e V之间 ,材料的电导率先增加后减小 .采用光发射谱测量技术对辉光进行在线测量 ,研究沉积条件对 VHF等离子体和微晶硅材料特性的影响 .实验表明 ,等离子中的 Si H*和 H*α 对微晶硅材料特性有重要的影响 ,硅烷浓度为 2 %～ 4 %时 ,等离子体中 H*α / Si H* 的比值处于 0 .6～ 0 .9,可以得到晶化率在 4 0 %～ 5 5 %的微晶硅材料 .

1nm/s高速率微晶硅薄膜的制备及其在太阳能电池中的应用

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,在相对较高气压和较高功率条件下,制备了不同硅烷浓度的微晶硅材料.材料沉积速率随硅烷浓度的增加而增大,通过对材料的电学特性和结构特性的分析得知:获得了沉积速率超过1nm/s高速率器件质量级微晶硅薄膜,并且也初步获得了效率达6.3%的高沉积速率微晶硅太阳电池.

采用高压RF-PECVD法制备高电导、高晶化率的p型微晶硅材料

本文报道了采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法制备高电导、高晶化率的p型微晶硅材料的结果。重点研究了反应压力和辉光功率对p型微晶硅材料结构和电学特性的影响。通过沉积参数的优化,在很薄的厚度(33nm)时,材料的暗电导率依然达到1.81S/cm,激活能达25meV,晶化率为57%。文中还对高压RF-PECVD能够制备p型微晶硅材料的生长机理和高电导机理进行了分析。

微晶硅薄膜纵向不均匀性的Raman光谱和AFM研究

本文研究了采用VHF PECVD技术制备的微晶硅薄膜的纵向均匀性。喇曼测试结果显示 :微晶硅薄膜存在着生长方向的结构不均匀 ,随厚度的增加 ,材料的晶化率逐渐变大 ;不同衬底其非晶孵化点是不一样的 ,对于同一种衬底 ,绒度大相应的晶化率就大 ,对应着孵化层的厚度小 ;AFM测试结果明显的给出

掺磷微晶硅薄膜的微结构及光学性质的研究

本文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在普通玻璃上制备了本征和掺磷的氢化微晶硅(μc-Si∶H)薄膜。利用Raman散射谱,计算了表征其薄膜微结构的晶化率(Xc)和平均晶粒尺寸(d)。结果表明随着磷烷(PH3)浓度的增加,其Xc和d均呈现了先增加后减小的相似趋势;利用测得的透射谱和反射谱,并利用Tauc公式拟合了μc-Si∶H薄膜的光学带隙(Egopt)。研究表明,μc-Si∶H薄膜的Egopt与Xc具有相反的变化趋势。该结果可利用Kronig-Penney模型和表征函数F(x)作出合理解释。

氢在微晶硅薄膜低温沉积及退火过程中的影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在玻璃衬底上不同的氢稀释比下低温制备了微晶硅(μc-Si:H)薄膜。利用拉曼(Raman)散射谱研究显示当H2稀释比从95%升高到99%,所得硅膜晶粒大小从2.98nm增加8.79nm,晶化率从24%增加到91%;暗电导测试结果从1.32×10-6scm-1增加到7.24×10-3scm-1;沉积速率却大大降低。沉积出的薄膜在进行高温炉退火后,扫描电镜(SEM)显示样品表面孔洞变大增多,推测是氢逸出所致。

非晶/微晶硅叠层电池中间层的研究进展

由于非晶硅光致衰退、微晶硅吸收系数低的原因,叠层结构电池成为提高电池效率和稳定性的有效途径。叠层电池各子电池较薄、太阳光的利用率较低,因此陷光结构在叠层电池中的作用尤其重要。具有绒面结构的前电极、叠层电池的中间层以及ZnO/Al或ZnO/Ag复合背电极共同组成硅薄膜太阳电池的陷光结构。中间层位于各子电池之间,作用是改变界面反射率,影响电池中光的传播路径。该文综述了叠层电池中间层的作用、要求以及此方面国内外的研究现状,并指出中间层研究中需要注意的主要问题和未来发展的趋势。

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。

VHF-PECVD制备微晶硅薄膜及其微结构表征研究

采用VHFPECVD技术制备了系列不同衬底温度的硅薄膜。运用微区拉曼散射(MicroRaman)和X射线衍射(XRD)对薄膜进行了结构方面的测试分析。MicroRaman测试结果表明:随衬底温度的升高,薄膜逐渐由非晶向微晶过渡,晶化率(Xc)逐渐增大。XRD的结果显示样品的择优取向随衬底温度的升高而变化,(220)方向计算得出样品的晶粒尺寸逐渐变大。

微晶硅锗薄膜作为近红外光吸收层在硅基薄膜太阳电池中的应用

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,制备了具有一定晶化率不同Ge含量的氢化微晶硅锗(μcSi1-xGex:H)薄膜.通过Ⅹ射线荧光谱、拉曼光谱、X射线衍射谱、傅里叶红外谱、吸收系数谱和电导率的测试,表征了μc-Si_(1-x)Ge_x:H的材料微结构随Ge含量的演变.研究表明:提高Ge含量可以增强μc-Si_(1-x)Ge_x:H薄膜的吸收系数.将其应用到硅基薄膜太阳电池的本征层中可以有效提高电池的短路电流密度(J_(sc)).特别是在电池厚度较薄或陷光不充分的情况下,长波响应的提高会更为显著.应用ZnO衬底后,在Ge含量分别为9%和27%时,μc-Si_(1-x)Ge_x:H太阳电池的转换效率均超过了7%.最后,将μc-Si_(1-x)Ge_x:H太阳电池应用在双结叠层太阳电池的底电池中,发现μc-Si_(0.73)Ge_(0.27):H底电池在厚度为800 nm时即可得到比1700 nm厚微晶硅(μc-Si:H)底电池更高的长波响应.以上结果体现μc-Si_(1-x)Ge_x:H太阳电池作为高效近红外光吸收层,在硅基薄膜太阳电池中应用的前景.

微晶硅硼薄膜结构的喇曼研究

单晶,多晶,微晶及非晶硅是固态硅材料中几种重要的组建结构.随着非晶硅晶化研究的深入,定量的研究其微观尺度的变化(键角变化△θ,微晶晶粒尺度△d)已日趋必要,而光散射手段为此提供了可能.非晶硅喇曼谱中类TO模的峰位变化(△ω_R)为微晶硅晶粒尺度提供了数据△d～2π(B/△ω_R)^(1/2)(B是材料的结构参数),类TO模峰陡边的半高峰宽,又为每个键的平均畸变能U=3K(r_(b*)△θ)~2提供了一定的信息.文中对与之相关的物理过程亦做了相应的讨论.