n型硅/碳复合材料的制备及电化学性能研究

基于施主掺杂原理,制备了掺有微量磷元素的n型硅负极材料,为改善其循环性能,通过碳包覆的方法进一步制备了硅/碳复合锂离子电池负极材料。利用XRD、SEM、恒流充放电、交流阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)等测试手段对所制n型硅及硅/碳复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征分析。结果显示:所制n型硅具有与普通硅一致的晶体结构、良好的充放电平台、较高的容量以及很好的导电性,其电化学性能在碳包覆后有所改善,第一次放电比容量可达1 776.7 mAh/g,15次循环后仍可达1 000 mAh/g以上,库仑效率均保持在98%左右。

基于丝网印刷的N型硅基太阳能电池的研制

传统制备P型硅基太阳能电池的方法被应用到N型硅片上,成功制备出n+np+结构的N型硅基太阳能电池。在制备过程中利用补偿法形成np+背结,无需保护背面。最高效率为13.1%(Voc=0.58V,Jsc=31.2mA/cm2,FF=72.4%)。

湿法去除N型硅硼扩散过程形成的富硼层

硼扩散被广泛应用于n型硅基的p-n结制结工艺,然而硼扩散难免会在硅片表面形成一层很薄的的富硼层,该层由于富集无活性硼原子会严重影响电池性能。本研究制备HF-HNO3化学腐蚀液来去除富硼层,采用该方法去除富硼层后的硅片少子寿命从26.829μs增加到69.106μs;WCT-120测得一个光照下Voc从610mv增加到了625mv,发射极饱和电流密度显著降低;去除富硼层后的方块电阻均匀性表现良好,甚至比采用传统后氧化法更具优势。虽然反射率有细微增加,但是对于镀完氮化硅减反膜后腐蚀所带来的反射率升高只有0.13%,因此,认为该方法可以成功应用到富硼层的去除中。

去离子水中N型硅的微细电火花加工工艺实验

对去离子水中N型硅的微细电火花加工工艺进行了实验研究,分别在加工效率、电极损耗、表面粗糙度等方面与煤油工作液中N型硅的加工进行了对比。通过大量的实验研究得出:在相同的电参数下,与煤油工作液中加工实验相比,以去离子水为工作液介质时微细电火花加工N型硅的加工效率更高,其工件表面粗糙度值基本相当,且其放电加工过程非常稳定,可知微细电火花加工N型硅时,去离子水是一种较好的工作液介质。

n型硅双面发电光伏组件及其应用

n型硅双面发电光伏(PV)电池组件具有光致衰减小、弱光响应好、温度系数低等优势,正面和反面均具有把光能转换成电能的能力。通过研究双面发电PV组件的结构和制备技术,成功研发了高效率低成本的n型硅双面发电PV组件。与单面发电光伏组件相比,双面发电PV组件输出功率更大,从而降低其在光伏系统应用中的综合成本。对双面发电光伏组件在白石子、绿草地和沙地等三种典型环境进行测试并获得实验数据,结果表明,在白石子环境下双面发电光伏组件较单面组件的发电量增加20%,发电量增量最高;其次是沙地环境,发电量增量为8.06%;绿草地环境的发电量增量最低,发电量增量仅为4.69%。通过实验应用研究得出不同反射环境下的发电量数据,可供后续双面发电PV组件电站系统设计做参考。

n型硅掺Pt 的转型效应及其对制造高互换性热敏电阻的应用

根据 Shockley 统计规律,用数值计算方法对深能级杂质 Pt 在 n 型硅晶体中的掺杂转型效应进行了定量描述.得到费米能级(E_F)随掺 Pt 浓度的变化关系及转型后 E_F 的钉扎位置.E_F 钉扎后,材料的电导激活能和电阻率趋于固定值,有利于制作高互换性、高稳定性热敏电阻。从实验上证实了 n 型硅掺 Pt 的转型效应。使掺 Pt 硅单晶热敏电阻 B 值的平均偏差<0.4%,阻值稳定性(100℃老化1000h)(△R)/R<0.15%。

国内N型硅高效太阳能电池正式亮相

据相关媒体报道，国内首款“熊猫”N型硅高效太阳能电池组件系列产品于近日正式亮相。该产品是由河北保定英利公司与欧洲著名太阳能电池研究机构荷兰国家能源研究中心及全球领先的光伏设备和自动化系统供应商阿姆泰克公司联合研发的。

n型多孔硅的无光照制备方法

以甲醇、双氧水和氢氟酸的混合液为电解质,在无光照条件下,用电化学腐蚀方法制备了n型多孔硅.通过场发式扫描电镜测试表明,由这个简单易行的方法制得的多孔硅,其表面孔洞的尺寸、密度及深度均一,孔洞呈近似矩形状,边缘光滑.随着电化学腐蚀的电流密度与腐蚀时间的乘积的增加,孔洞的尺寸和深度增加.在多孔硅的形成过程中,双氧水有助于在硅片中形成空穴,使腐蚀反应能够顺利进行.

n型半导体硅电极表面Au的电化学成核机理

在成功实现半导体硅表面电沉积致密金膜的柠檬酸盐镀金实际应用体系中,运用循环伏安和电位阶跃法研究了Au在n型Si(111)电极表面的电沉积过程和成核机理.结果表明,在该体系中,Au在Si表面呈现不可逆电极过程,成核过电位达到250 m V;根据Cottrell方程求得扩散系数D=(1.81±0.14)×10–4 cm2 s–1;运用Scharifker-Hills(SH)理论模型对比分析拟合实验结果,表明Au在n型Si表面遵循扩散控制下的三维连续成核机理;通过扫描电子显微镜观察Au初期成核、生长形貌,进一步证实了Au的三维连续成核机制,并讨论了阶跃电位和阶跃时间对Au核形貌和密度的影响.

n型晶体硅太阳电池最新研究进展的分析与评估

n型晶体硅具有体少子寿命长、无光致衰减等优点,非常适合制作高效低成本太阳电池。结合PC1D模拟,对n型晶体硅太阳电池的最新研究成果进行了分析,指出n型晶体硅太阳电池要实现产业化必须先解决p型硅表面钝化、硼扩散和硼发射极金属化等问题。最后预测了n型晶体硅太阳电池的产业化前景。

n型多孔硅的制备及其光致发光性能

采用双槽电化学腐蚀法于光照条件下在n型单晶硅片衬底上制备多孔硅（n-PS）;在室温下,采用500~700 nm范围内荧光光谱和扫描电镜（SEM）测试系统研究光照、腐蚀时间、电解液含量、腐蚀电流密度及单晶硅掺杂含量等对n-PS的形成、结构形貌和光致发光性能（PL）的影响。研究结果表明,通过光照,能获得具有均匀孔分布和良好发光特性的n-PS,在约600 nm处产生较强荧光峰;随腐蚀时间、HF含量和电流密度增加,PL峰位先发生蓝移,而后又出现红移;PL发光性能呈先增强后减弱变化趋势,分别在腐蚀时间为20 min、HF含量为6%和电流密度为60 mA/cm2时峰强出现极大值;而提高掺杂含量,PL性能降低。

硼离子注入n型硅的快速退火特性

将B^+注入n型硅片后进行等时快速热退火.由于离子注入样品中原生缺陷较多,其中的一些缺陷在快速退火过程中又是产生位错的源,因此离子注入样品较其他样品更易生成位错一类的缺陷.在快速退火时若将样品两面盖以硅片,则有助于减少样品内的热应力和淬火速率,从而减小引进的各类缺陷的浓度.在温度为800℃时退火10s的效果(指缺陷浓度和少子寿命)与炉退火相仿而效率可以大大提高.

玻璃及不锈钢衬底N型微晶硅薄膜的制备

利用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,以PH3为掺杂剂,在浮法玻璃衬底和不锈钢衬底上制备了纳米级的n型微晶硅薄膜。采用Wvase32型椭圆偏振光谱仪、Reinishaw2000型拉曼(Raman)光谱仪和高阻仪对薄膜进行测试,以研究沉积条件对薄膜沉积速率、晶化率和暗电导特性的影响,并对沉积功率和沉积气压进行双因素优化,绘制了双因素相图。

n型晶体硅太阳电池光诱导衰减现象研究

基于n型晶体硅太阳电池,分析了经光辐照后电池各性能参数的变化,探究了n型晶体硅太阳电池光诱导衰减机理。使用工业化设备在大面积（156 mm×156 mm）n型单晶硅片上制备太阳电池。利用太阳光谱模拟仪对制备的太阳电池进行光照处理,对比各阶段太阳电池电性能参数。结果表明,光照时会导致太阳电池表面减反射膜SiN∶H/Si界面处积聚大量固定电荷,增大界面态密度,破坏电池表面钝化层结构,导致开路电压和短路电流产生较大衰减,35 kWh/m^2光辐照后n型硅太阳电池效率衰减3.6%。在380℃低温退火处理后电池效率基本可恢复到初始状态。内量子效率测试结果表明光辐照后电池短波区域响应减弱,前表面界面效应导致电池效率发生较大衰减。

Al沉积n型多孔硅表面钝化及其发光性能

采用电化学沉积Al方法钝化用脉冲电化学腐蚀制备的n型多孔硅(n-type porous silicon,n-PS)表面以改善其发光性能和稳定性。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)及在室温于500~700 nm范围内荧光光谱研究n-PS表面Al钝化后的表面结构、形貌及光致发光性能(PL),探讨Al在n-PS表面的钝化作用,并通过改变电压和时间研究钝化条件对PL性能的影响。研究结果表明:多孔硅经Al钝化后其表面结构显得更加致密均匀;与钝化前相比,其发光强度加强,约为钝化前的2倍,且分别在钝化电压为18 V及钝化时间为60 min或钝化电压为25 V及钝化时间为30 min左右时,其发光强度较高。

N型背发射极晶体硅太阳电池模拟研究

N型晶体太阳电池由于少子寿命高、光致衰减低、弱光响应好等优点,近年来在高效率低成本太阳电池领域一直备受关注。利用PC1D模拟,对N型背发射极晶体硅太阳电池进行了分析。结果表明,背发射极掺杂浓度、结深、背表面复合速率、前表面掺杂浓度及复合速率都对电池转换效率有较大影响,尤其是电池前表面与背表面复合速率对电池性能的影响最为明显,而电池前表面场掺杂深度则对电池性能影响较小。对于前表面复合来说,当前表面复合速率小于1×10^3cm/s时,电池性能受表面复合速率变化的影响很小;但复合速率超过1×10^3cm/s后,电池转换效率快速下降。背表面复合对电池效率影响则更明显,当背表面复合速率超过1×10^4cm/s后,电池转换效率急剧下降,在背表面复合速率增大到1×10^6cm/s时,电池效率下降到不足5%,而在电池背表面复合速度较小时（10~10^3cm/s）则可获得较高的转换效率。

N型多孔硅/镍微米管复合材料的制备及其磁性能研究

通过背光照辅助电化学腐蚀的方法,在N型轻掺杂的(100)单晶硅上制备了多孔硅模板。模板孔端口呈类正方形结构,孔边长约为2μm,孔深约50μm。然后在制备的N型多孔硅模板中电沉积制备了磁性镍微米管。与绝缘性AAO模板中金属从孔底部开始生长不同,在半导体性质的N型多孔硅模板中,镍沿着孔壁均匀生长,并随着沉积时间的延长,由颗粒状逐渐生长为微米管,镍的晶型没有发生变化。由于镍微米管的缺陷和晶界比镍颗粒更少,畴壁位移更容易,所以具有更小的矫顽力。同时受强烈的退磁能影响,外加磁场在垂直和平行镍微米管方向时测得的磁滞回线表现出明显的磁各向异性。

基于N型纳米晶硅氧电子注入层的钙钛矿发光二极管

钙钛矿材料由于其禁带宽度可调、光致发光量子产率高、色纯高等优点,使得其在发光器件上具有巨大的应用潜力.电子注入材料是钙钛矿发光器件中的重要组成部分,特别是n-i-p型发光器件,其直接影响后面钙钛矿的生长情况.本文通过向钙钛矿发光二极管中引入一种新型电子注入材料,n型纳米晶硅氧(n-ncSiOx:H)借助于n-nc-SiOx:H薄膜平滑的表面,有效地提高了沉积钙钛矿薄膜的结晶质量,同时其能带结构更加匹配,有效地降低了电子的注入势垒.为了进一步提升器件性能,向钙钛矿材料中引入合适比例的甲基溴化胺(MABr)、氯苯反溶剂中引入一定量的苯甲胺(PMA),通过MABr和PMA的协同作用提高了钙钛矿薄膜的覆盖率,降低了钙钛矿薄膜表面的缺陷密度,抑制了钙钛矿薄膜退火过程中的发光猝灭,最终获得了最大电流效率为7.93 cd·A^-1、最大外量子效率为2.13%的n-i-p型钙钛矿发光二极管.

阳极电解制备n型多孔硅及光反射特性的影响研究

采用双槽电化学阳极蚀刻法制备了n型多孔硅,并用带积分球的光度分光计测试了多孔硅的光反射率.研究了蚀刻电流密度、蚀刻时间和HF浓度等对多孔硅孔隙率和反射率的影响规律.结果表明:随着电流密度和蚀刻时间的增加,多孔硅表观孔隙率增加;多孔层的存在能显著降低反射率,且较小的电流密度和蚀刻时间,更有利于反射率降低;电流密度10 m A·cm-2制备的多孔硅平均反射率降低到9%,蚀刻时间10 min下制备的多孔硅平均反射率降至5%;HF浓度对反射率的影响不大.

常规多晶与高效率n型晶体硅太阳电池组件光谱响应趋势及原因分析

目前太阳能电池组件主要分为两种:一种是常规多晶太阳电池组件,一种是高效率n型晶体硅太阳电池组件。由于两种组件在设计原理上存在很大差异,导致它们对光谱响应时间的要求也是各自不同。文章通过对两种电池组件在不同光谱响应时间内进行I-V测试,分析两种组件对光谱响应时间上的需求情况以及原因分析。