TiO_2/SiO_2双层减反射膜的制备及其性能研究

采用真空电子束蒸发法制备TiO2/SiO2双层减反射膜,实现宽波段范围内的低反射率,以满足砷化镓三结太阳电池对入射光的需求。主要研究了基片温度、电子束流和充氧量对TiO2、SiO2单层膜性能(膜层厚度、折射率)的影响。研究过程中,按照三因素两水平的正交实验进行,用分光光度计对TiO2、SiO2薄膜样品的折射率进行测试。实验结果显示,两种氧化物介质膜的折射率均随基片温度和束流的升高而增加,随氧压的升高而降低,工艺参数对TiO2膜性能影响较大。

GaAs基底TiO2/SiO2减反射膜的反射率性能分析

本文设计并制备了适用于砷化镓(GaAs)多结太阳电池的TiO2/SiO2双层减反射膜,通过实测反射谱来验证了理论设计的正确性。利用编程分析了TiO2、SiO2单层膜的厚度及其折射率对双层膜系反射率的影响。结果显示,在短波范围(300～600 nm),TiO2膜厚对反射率的影响要大于SiO2,而SiO2折射率对反射率的影响比TiO2大;在中波范围(600～900 nm),随着单层膜的厚度和折射率的增加,双层膜系反射率存在一个最小值,变化趋势是先降低,而随后增加。同时,计算结果得到SiO2和TiO2的最优物理膜厚分别为78.61 nm和50.87 nm,此时在短波段中心波长λ1=450 nm处最小反射率为0.0034%,在中波段中心波长λ2=750 nm处最小反射率为0.495%。采用电子束蒸发法在GaAs基底上淀积TiO2/SiO2双层膜,厚度分别为78 nm和50 nm。实测短波和中波相应的反射率极小值分别为0.37%和2.95%,与理论结果吻合较好。

溶胶—凝胶法制备TEOS-DOS基SiO_2疏水减反射膜:溶胶微结构对膜性能的影响

以乙醇为溶剂 ,正硅酸乙酯 (TEOS ,tetraethoxysilane)在氢氧化铵催化下水解缩聚为纳米尺度的无定型SiO2 溶胶颗粒 ,二甲基二乙氧基硅烷 (DDS ,dimethyldiethoxysilane)在盐酸催化下水解缩聚为线状聚二甲基硅氧链。用混合溶胶在玻璃基片上旋转镀膜 ,然后于 80℃空气气氛下热处理。实验证明通过DDS将疏水的双甲基链引入镀膜胶体 ,使膜兼具疏水性和减反射性能。利用激光散射粒度分析仪和电子显微镜研究了溶胶颗粒的粒度变化和聚集情况等溶胶微结构 ,用物理吸附仪研究了膜的孔结构 ,考察了热处理前后膜的疏水性和透射谱 。

GaAs基多结太阳电池TiO_2/Al_2O_3/SiO_2减反射膜的设计与制备

宽光谱低反射率减反射膜对提高GaAs基多结太阳电池的光电转换效率至关重要。设计和制备了宽光谱TiO_2/Al_2O_3/SiO_2三层减反射膜。理论研究发现,当TiO_2/Al_2O_3/SiO_2三层减反射膜最佳物理厚度为41.74 nm/78.74 nm/94.98 nm时,在350~1 800 nm宽光谱范围内获得最小有效反射率为2.85%。依据理论设计,采用真空电子束蒸发法制备了相应厚度的TiO_2/Al_2O_3/SiO_2三层减反射膜,分光光度计测试结果表明,在350~1 800 nm宽光谱范围内,有效反射率为7.21%,且在485 nm和850 nm波长附近获得反射率极小值4.39%和2.16%。

溶胶-凝胶法制备SiO_2减反射膜的研究及改性

随着太阳能资源开发领域的发展,SiO_2减反膜以其低折射率、低成本等优点,在太阳能设备以及各种光学仪器中得到了广泛的应用,已经成为当今太阳能开发领域的一个热门,受到人们的广泛关注。本文介绍了减反膜的减反原理,发展历史及国内外研究现状,在各个领域的应用。重点介绍了减反射膜的镀膜方法,溶胶凝胶技术及其优缺点,通过对其原理的而了解,得知其重点影响因素,为下一步实验得到理想的,具有较好的机械强度及较高透光率的减反射薄膜奠定了基础。

Si_3N_4与TiO_2/SiO_2减反射膜用在单晶硅太阳电池的对比研究

文章对比分析了Si3N4单层减反射膜与TiO2/SiO2双层减反射膜对单晶硅太阳电池性能的影响,发现Si3N4单层减反射膜单晶硅太阳电池短路电流Isc较高。并对这两种减反射膜的批量产品进行抽样检测,结果表明采用TiO2/SiO2双层减反射膜电池总体品质(主要从效率看)相当于或略优于Si3N4单层减反射膜太阳电池,说明TiO2/SiO2双层减反射膜仍比较适于单晶硅太阳电池。

热处理对SiO2—ZrO2两层减反射膜的影响

文章指出了ＳｉＯ２－ＺｒＯ２两层减反射膜经过热处理后光学性能发生变化的规律，并对之进行了分析研究，从而应用到实践中解决了生产中出现的问题。

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。

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)。

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。

溶胶-凝胶法制备平板玻璃减反射膜的工艺研究

应用溶胶-凝胶法技术在普通的平板玻璃上制备了具有减反射效果的SiO2薄膜,着重讨论了溶胶的组成及陈化时间对镀膜玻璃减反射性能的影响;应用原子力显微镜、激光椭圆偏振仪和分光光度仪等测定和分析了镀膜平板玻璃的特性.结果表明:膜层的增透效果与制备条件存在着一定的内在规律.

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。

4H-SiC基底Al2O3／SiO2双层减反射膜的设计和制备

在4H-SiC基底上设计并制备了Al2O3/SiO2紫外双层减反射膜,通过扫描电镜(SEM)和实测反射率谱来验证理论设计的正确性。利用编程计算得到Al2O3和SiO2的最优物理膜厚分别为42.0nm和96.1nm以及参考波长λ=280nm处最小反射率为0.09%。由误差分析可知,实际镀膜时保持双层膜厚度之和与理论值一致有利于降低膜系反射率。实验中应当准确控制SiO2折射率并使Al2O3折射率接近1.715。用电子束蒸发法在4H-SiC基底上淀积Al2O3/SiO2双层膜,厚度分别为42nm和96nm。SEM截面图表明淀积的薄膜和基底间具有较强的附着力。实测反射率极小值为0.33%,对应λ=276nm,与理论结果吻合较好。与传统SiO2单层膜相比,Al2O3/SiO2双层膜具有反射率小,波长选择性好等优点,从而论证了其在4H-SiC基紫外光电器件减反射膜上具有较好的应用前景。

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。

晶硅太阳能电池的(SiO2/SiO2-TiO2/TiO2)减反射膜的水性溶胶法制备(英文)

用旋转涂覆水性溶胶的方法太阳能电池用单晶硅片上制备了（SiO2/SiO2-TiO2/TiO2）三层减反射膜。膜层的折射率及反射光谱分别用椭圆偏正光谱仪和分光光度计进行测试,单晶硅片上并溶胶的润湿角使用DSLR相机拍摄照片后处理而成。TiO2,SiO2-TiO2和SiO2水溶胶对单晶硅片的润湿角分别为25.6°,25.5°,21.1°,表明溶胶对单晶硅片具有优异的润湿性能。在300900nm波长范围内,SiO2/SiO2-TiO2/TiO2三层减反射膜的平均反射率大约为11.7%,比空白硅片降低了约66.7%。表明水性溶胶适用于低成本晶硅太阳能电池减反膜的制备。

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。

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。

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。