线性离子源反应离子刻蚀多晶硅绒面结构

为探究硅片绒面结构受RIE(反应离子刻蚀)工艺参数的影响规律,采用二维流体力学漂移扩散有限元方法建立了矩形腔室电容耦合等离子体放电模型,研究射频功率和压强对等离子放电特性的影响规律,并通过实验研究不同功率(1500、1750、1900 W)和压强(22—30 Pa)工艺参数下,多晶硅片经刻蚀后其表面纳米结构特征。结果表明:通过采用Cl_(2)、O_(2)和SF_(6)作为反应气体刻蚀形成的纳米绒面结构宽度在196—480 nm、深度在120—280 nm。射频功率的增加使得中性活性物质数密度增加,刻蚀宽度随之增加,离子数密度以及电场强度增强使得刻蚀深度增加,刻蚀速率得到提高;压强的增加只增加刻蚀宽度,对刻蚀深度几乎无影响。该方法和结论可为RIE工艺参数控制和绒面结构调控提供参考。

太阳电池用绒面结构ZnO-TCO薄膜及光管理研究进展

主要阐述了近年来薄膜太阳电池用绒面结构氧化锌(ZnO)透明导电氧化物(Transparent conductive oxides,TCO)薄膜以及光管理设计方面的研究进展。主要包括溅射&湿法刻蚀技术、等离子体刻蚀玻璃衬底技术、等离子体处理修饰ZnO薄膜表面技术、修饰层改善ZnO薄膜表面技术、梯度杂质掺杂技术、复合特征尺寸生长设计以及直接生长绒面结构ZnO薄膜技术和宽光谱ZnO薄膜生长设计等。此外,对薄膜太阳电池中的先进光管理(Light management)结构设计及新材料应用进行了探讨和展望。

绒面结构对低成本多晶硅太阳电池性能的影响

采用化学腐蚀法在多晶硅材料的表面制备了绒面结构,腐蚀液包括富HF的HNO3-HF-H2O溶液,富HNO3的HNO3-HF-H2O溶液和3%的碱腐蚀液.通过表面形貌SEM、反射谱和少子寿命的测试,详细地研究了不同腐蚀液制备的绒面的形貌、光学特征和少子寿命.最后在绒面的基础上制备了低成本多晶硅太阳电池,分析了绒面结构对电池性能的影响.结果表明,经过富HF的HNO3:HF:H2O溶液腐蚀后制备的低成本多晶硅电池的效率高于经其他两种腐蚀后所制备的电池效率.

溅射压强对Sc掺杂ZnO薄膜绒面结构的影响

采用射频磁控溅射方法,分别在0.5Pa,1.0Pa,1.5Pa以及2.0Pa的溅射压强下制备出了Sc:ZnO(SZO)薄膜,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计等设备对样品的晶体结构、表面形貌及光学性质进行了表征。结果表明,当溅射压强为1.5Pa时,SZO薄膜沿平行于衬底的(100)方向择优生长,形成了织构化的表面形貌,陷光效果增强,可见光透过率达到87%,同时其光散射能力也有了显著提高。

一种轮胎胎面Y型纹绒面结构及其轮胎

由江西省永固新能源炭黑有限公司申请的专利(公布号CN 112474040A,公布日期2021-03-12)“一种环保型废轮胎裂解炭黑磁选装置”,公开了一种环保型废轮胎裂解炭黑磁选装置,属于裂解炭黑磁选技术领域,本发明包括磁选密闭外壳、钢丝输送管道、振动器、负压泵、磁选机本体和金属检测器,磁选密闭外壳的外表面一侧安装有操作台,磁选密闭外壳的内部上方安装有磁选机本体。

梯度掺杂生长绒面结构ZnO:B-TCO薄膜及其特性研究

采用新的金属有机化学气相淀积(MOCVD)-ZnO镀膜工艺技术-梯度掺杂技术生长绒面结构。研究ZnO:B-TCO薄膜。结果表明,梯度掺杂技术可有效增加薄膜晶粒尺寸和提高光散射作用。并且,梯度掺杂技术有效地提高了薄膜在近红外区域的光学透过率,有利于应用于宽谱域薄膜太阳电池。生长获得的MOCVD-ZnO薄膜,其薄膜电子迁移率为24 cm2/V,电阻率为2.17×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.20×1020cm-3,且在小于1 000 nm波长范围内的平均透过率大于85%。

反应磁控溅射直接生长绒面结构ZnO：Al-TCO薄膜及其特性研究

利用反应磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长获得了"弹坑状"绒面结构的ZnO:Al-TCO薄膜。通过梯度O2生长(GOG,gradual oxygen growth)方法改善ZnO薄膜的透过率和绒度特性,并且具有较好的电学性能。通过优化实验,GOG方法生长ZnO:Al薄膜(薄膜结构:11.0sccm/10R+9.5sccm/15R)的"弹坑状"特征尺寸为300～500nm,可见光范围透过率达到90%,方块电阻约为4.0Ω/□,电子迁移率为17.4cm2/V-1.s-1。大面积镀制的ZnO:Al具有良好的绒面结构和电学均匀性,可应用于光伏(PV)产业化推广应用。

磁场方向对碱腐蚀构建多晶硅绒面结构的影响

在零磁场和2T、4T磁场中用NaOH溶液腐蚀制备多晶硅绒面结构,样品板平面分别平行和垂直于磁场放置。用电子天平称重表征硅片的腐蚀程度、用奥林巴斯LEXT OLS4100共聚焦显微镜观察多晶硅片形貌、用Ocean Optics USB4000光谱仪测量多晶硅片的反射率、用WT-1200硅片测试仪测量样品的少子寿命,研究了磁场方向对碱腐蚀构建多晶硅绒面结构的影响。结果表明:随着磁感应强度的提高多晶硅片的腐蚀程度严重,绒面结构变得均匀和细腻,反射率降低;在磁感应强度相同的条件下碱液中沿着磁场方向运动的OH-离子不受磁场力作用,而运动方向与磁场方向不完全一致的OH-离子受磁场产生的Lorenz力作用。Lorenz力使板平面垂直于磁场方向的硅片样品腐蚀程度更加严重、绒面和断层状结构细腻程度更加显著、少子的寿命更长、反射率更低。磁感应强度为4T时反射率降低到14.5%,在用碱液腐蚀制备多晶硅绒面结构过程中施加强磁场,板平面垂直磁场方向放置硅片减反射效果更加显著。

ZnO:Al绒面透明导电薄膜的制备及分析

利用中频脉冲磁控溅射方法,采用Al掺杂(质量百分比2%)的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜。利用湿法腐蚀方法,将平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间后,形成表面凹凸起伏的绒面结构。研究了平面ZAO薄膜的结构特性以及衬底温度、溅射功率和腐蚀时间对绒面ZAO薄膜表面形貌的影响,并对腐蚀前后薄膜的电阻变化进行了分析。结果表明:高温、低功率条件下制备的绒面ZAO薄膜表面形貌较好,在硅薄膜太阳电池中具有潜在的应用前景。

太阳电池用绒面ZnO-TCO薄膜制备技术及特性的研究进展

概括阐述了薄膜太阳电池用绒面结构ZnO透明导电薄膜(ZnO-TCO)方面的最新研究进展。绒面结构ZnO-TCO薄膜可以提高薄膜太阳电池效率和稳定性并降低生产成本。磁控溅射技术和MOCVD(LP-MOCVD/LPCVD)技术是制备绒面结构ZnO-TCO薄膜(例如"弹坑"状和"类金字塔"状表面)的主流生长技术,而喷雾热分解技术则是正在开发的非真空法低成本工艺路线。论述了2种主流技术生长ZnO-TCO薄膜的发展历程,并重点讨论了近期关于绒面ZnO-TCO薄膜微观结构、电学以及光学等特性与工艺关系的研究结果。进一步降低成本和实现大面积产业化是绒面ZnO-TCO薄膜拓展应用的发展趋势。

绒面吸波织物的制备及其吸波性能

为开发柔性宽频吸波面料,利用绒面立体结构织物作为吸波面料的基布,分别以乙炔炭黑和铁硅铝作为吸波剂制备了新型的绒面吸波功能面料。研究结果表明：绒面织物经过吸波剂浸渍整理后,具有质量轻、手感柔软、吸波性能良好的特点;绒面长度为3 cm时,采用乙炔炭黑浸渍的绒面织物的吸波性能优于铁硅铝浸渍的绒面织物;当织物绒毛长度控制在1~2 cm时,经过乙炔炭黑浸渍整理后,小于-6 d B的有效吸波频带宽度达13.5 GHz,吸波峰值达-28 d B。

绒面吸波面料化学镀膜吸波性能分析

探讨绒面吸波面料利用化学镀的方式镀上金属镍粉后的吸波性能。通过改变施镀时间和绒面结构,采用控制变量的方法,对吸波性能进行了测试分析。试验结果表明,在化学镀镍工艺中,施镀时间和绒面结构影响吸波性能。

晶体硅太阳能电池绒面的反应离子刻蚀制备研究

以SF6和O2为反应气体,采用反应离子刻蚀(RIE)技术,在单晶硅衬底表面制备了锥型绒面结构,系统地研究了关键刻蚀条件对RIE晶硅表面制绒的影响。结果表明,随着反应气压增大,晶体硅表面锥型结构呈现分布均匀和高度增加的趋势,但过高气压下锥型微结构向脊型转变直至消失。在反应气体中掺入CH4,晶体硅表面锥型结构高度增加,表面平均反射率下降到5.63%。该结果可解释为:气压增大导致的F原子刻蚀的增强有利于锥体结构高度增加,小尺寸的Si OyFx聚合物掩模的完全刻蚀使锥型结构的尺寸逐渐均匀,而过高的气压下,掩模及晶体硅的过量刻蚀导致微结构只剩锥体底部的脊型凸起。CH4掺入导致CHx聚合物的掩模和粒子轰击效应均有增强,更有利于高纵横比锥型微结构的形成。

CCP/ICP混合放电C_4F_8/Ar等离子体高、低频功率对AZO薄膜绒面效果的影响

室温下,采用射频磁控溅射方法在石英基片上制备掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜。利用CCP/ICP混合放电C4F8/Ar等离子体对制得的AZO薄膜进行绒面处理。利用原子力显微镜(AFM)对薄膜表面形貌进行表征,利用光纤光谱仪分析放电产生的碳氟基团含量的变化。实验结果发现低频功率的增大能够有效增加等离子体中F原子的含量,进而提高薄膜的刻蚀效果,获得较好的绒面结构;但是高频功率变化对薄膜刻蚀效果影响较小。

绒面AZO干法制备及性能研究

利用射频溅射方法,制得AZO透明导电膜,并用离子束刻蚀制备绒面,得到绒面AZO透明导电膜。比较刻蚀前后光电性能及表面形貌,发现透过率稍有下降,在可见光波段透过率在80%以上;电阻率略有上升,但仍保持在10-3?·cm数量级,最低为2.91×10-3?·cm;刻蚀后薄膜表面形貌变化较大,大多数薄膜表面呈现"坑状"结构,横向尺寸在0.5?1.0μm,开口角在120°左右,表面粗糙度从7.29nm上升到36.64nm。薄膜具有较好的表面微结构,在作太阳能电池前电极方面有较好的应用前景。

绒面AZO最新研究进展及应用

掺铝氧化锌(AZO)透明导电膜作为一种光电性能优异的透明导电膜(TCO)受到研究人员的广泛关注,并被认为是当前大规模使用的传统铟锡氧化物(ITO)的替换材料。绒面AZO薄膜因其电阻率低、高透过率且具有良好的陷光效果,可以提高太阳能电池的光电转换效率,而被认为是太阳能电池前电极的理想材料。综述了绒面AZO透明导电膜的制备方法和性能研究现状,并针对AZO的国内外研究状况提出了今后的发展趋势和研究方向。

绒面掺铝氧化锌薄膜的制备及其特性研究

采用磁控溅射法在较低温度下制备出室温电阻率为3.4×10-4Ω.cm,可见光范围内平均透过率为84%的掺铝的氧化锌(ZnO∶Al(AZO))薄膜。通过乙酸和盐酸溶液的腐蚀制备绒面AZO薄膜,利用X射线衍射(XRD)、紫外/可见光谱仪和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同酸溶液及溶液浓度对薄膜微观形貌和光电性质的影响。XRD测量结果表明薄膜呈六角纤锌矿结构,且具有良好的c轴取向。UV-Vis紫外可见光谱结果表明薄膜具有良好的透过率。SEM结果表明使用盐酸溶液比乙酸更容易获得陷光的绒面结构,薄膜在质量分数为0.5%的盐酸中腐蚀25 s后形成了相对较好的绒面结构。

绒面ZAO透明导电膜的制备工艺研究

绒面ZAO(ZnO∶Al,氧化锌铝)透明导电膜在硅基薄膜太阳能电池领域应用前景广阔,本文利用直流磁控溅射方法,采用氧化锌铝陶瓷靶材制备了ZAO透明导电膜,并用自制的腐蚀液对膜层进行腐蚀以便形成太阳能电池所需要的表面凹凸起伏的绒面结构。研究了不同镀膜温度对膜层性能的影响,不同退火条件下膜层热稳定性的变化情况,不同腐蚀时间下膜层电阻、透过率以及表面形貌的变化,结果表明,在相同真空度、溅射功率和节拍的情况下,220℃下制备的ZAO透明导电膜膜层性能最好,腐蚀时间为30 s时获得的绒面效果好。

HIT太阳电池的单晶硅表面腐蚀工艺的研究

对用于HIT太阳电池的单晶硅要求有良好的界面特性,而且要求单晶硅衬底的厚度比较薄。采用各向异性腐蚀的方法制得了具有绒面结构的单晶硅衬底。腐蚀时间为40 min时,能够得到表面反射率最低的界面,平均反射率为10.9%,同时也具有规则的金字塔结构,且厚度满足制作HIT太阳电池的要求,在250μm左右。还研究了用各向同性腐蚀的方法来减薄硅片,具有较高的腐蚀速率。

太阳电池中陷光材料和结构的研究

高效率太阳电池的获得是推动光伏产业得到进一步拓展的关键之一,如何充分利用太阳光,提高太阳电池的光谱吸收是提高电池效率的有效手段之一。透明导电窗口层材料作为薄膜太阳电池中的一层重要功能材料,其对太阳电池有源层的光吸收具有非常重要的作用。该研究前期围绕着如何拓宽太阳光的宽谱透过、高的绒度散射、以及长波长光的利用等方面进行了详细的研究,部分研究成果如下:(1)采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对W掺杂ZnO材料进行了理论分析,并采用磁控溅射技术进行了WZO薄膜的实验研究,理论与实验结果表明,W能够在ZnO中起到施主作用,获得n型半导体特性,同时能带简并效应使其光学带隙展宽;(2)研究了低成本超生喷雾技术制备ZnO工艺中In掺杂量对IZO薄膜特性影响的研究:In的掺入能有效提高ZnO薄膜的载流子迁移率,从而降低薄膜的电阻率,同时In的掺入具有抑制(002)晶面生长,促进(101)晶面生长的作用,使其具有良好的陷光效果;(3)通过优化ZnO缓冲层(buffer layer),有效地改善了LPCVD-ZnO:B的光电特性。结果表明:"富氧"的缓冲层有效地增加了ZnO:B-TCO的近红外区域透过率,使其更适应宽光谱薄膜太阳电池的发展要求;(4)提出了一类基于磁控溅射及LPCVD技术的具有复合陷光结构的ZnO前电极材料,并在叠层薄膜太阳电池中进行初步应用;(5)基于复合陷光结构的优势,采用磁控溅射技术,通过对沉积条件的有效控制以及后湿法腐蚀工艺的优化,获得了大坑、小坑兼有的高绒度的ZnO透明导电薄膜,将其应用于非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结电池中,初始效率达到了14.06%;(6)采用化学水浴法制备了PbS量子点材料,并对反应条件对样品的影响进行了系统的研究,确定了将PbS等IV-VI族化合物半导体量子点用于上转换器的具体技术途径。