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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：杨旭陈新亮张建军闫聪博赵慧旭高海波耿新华赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津 300071

宽光谱透明导电氧化物(TCO)材料及其在薄膜太阳电池上的应用已成为新的研究热点.增加TCO 薄膜在近红外区域的光学透过对于提高太阳电池效率具有重要意义.本文通过优化ZnO 缓冲层(buffer layer),有效地改善了MOCVD-ZnO:B 的光电特性.结... 详细信息

宽光谱透明导电氧化物(TCO)材料及其在薄膜太阳电池上的应用已成为新的研究热点.增加TCO 薄膜在近红外区域的光学透过对于提高太阳电池效率具有重要意义.本文通过优化ZnO 缓冲层(buffer layer),有效地改善了MOCVD-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.经过优化的ZnO:B 特性如下：“类金字塔”状晶粒尺寸~300nm-500nm,波长550nm 处绒度(Haze) 值为10.8％, 薄膜电子迁移率为20.7cm2/Vs , 电阻率为2.14×***,载流子浓度为1.41×1020cm-3,且在400nm-1500nm 波长范围内的平均透过率为83％(含2mm 厚玻璃衬底).

关键词： MOCVD ZnO:B 薄膜 TCO 缓冲层薄膜太阳电池

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基于n型SiOx功能层的非晶硅薄膜太阳电池的研究

基于n型SiOx功能层的非晶硅薄膜太阳电池的研究

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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：樊君张存善倪牮魏长春王广才赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室（南开大学天津大学）天津 300071 河北工业大学信息学院天津 30013 河北工业大学信息学院天津 300130 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室（南开大学天津大学）天津 300071

本文主要借助于传统的PECVD 技术实现了功能层n 型SiOx 材料的制备.并且通过O 含量的有效控制,获得了折射率可调的系列n 型SiOx 材料.为提高电池的效率,我们将设计制备的功能层SiOx 材料应用于传统的非晶硅薄膜太阳电池中,I-V 和QE 测... 详细信息

本文主要借助于传统的PECVD 技术实现了功能层n 型SiOx 材料的制备.并且通过O 含量的有效控制,获得了折射率可调的系列n 型SiOx 材料.为提高电池的效率,我们将设计制备的功能层SiOx 材料应用于传统的非晶硅薄膜太阳电池中,I-V 和QE 测试结果表明：该层的引入不仅可以起到传统n 层材料的电学作用,而且最为重要的是可有效提高电池的光利用.基于该功能层材料制备的电池效率较传统的n 层材料提高了近10％.由于该功能层材料是基于生产线上成熟的PECVD 技术,因此该研究成果对于产业化的硅基薄膜太阳电池具有重要的意义.

关键词：硅基薄膜太阳电池 n 型SiOx 材料型功能层光管理

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三维纳米陷光结构的设计、制备及其在太阳电池中的应用研究

三维纳米陷光结构的设计、制备及其在太阳电池中的应用研究

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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：贾志楠刘彩池魏长春赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室（南开大学天津大学）天津 300071 河北工业大学材料学院天津 3001 河北工业大学材料学院天津 300130 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室（南开大学天津大学）天津 300071

对于薄膜太阳电池,在保证材料电特性前提下,通过合适的光学设计,达到“电薄”而“光厚”的效果,是提高电池效率、最大限度地扩大其低成本优势的关键因素之一.陷光作用是增加入射光在电池中传播光程的重要手段.而基于三维纳米结构的前电... 详细信息

对于薄膜太阳电池,在保证材料电特性前提下,通过合适的光学设计,达到“电薄”而“光厚”的效果,是提高电池效率、最大限度地扩大其低成本优势的关键因素之一.陷光作用是增加入射光在电池中传播光程的重要手段.而基于三维纳米结构的前电极陷光,利用纳米结构的优势将太阳电池的光吸收和输运进行有效控制,可以有效提高电池的短路电流密度,进而获得高的电池转换效率.本文主要是借助于水热技术进行基于ZnO 的三维纳米陷光结构的制备,并将其应用到硅薄膜电池中,明显提高了电池的短路电流密度和光电转换效率.这种方法操作简单,不需要光刻技术等,制备出的衬底面积大,成本也非常的低廉,非常有利于产业化大面积应用.

关键词：硅薄膜 ZnO 纳米柱三维

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加热氧气技术对热蒸发反应低温制备ITO 的性能影响

加热氧气技术对热蒸发反应低温制备ITO 的性能影响

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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：张延辉陈新亮张存善赵颖张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所所薄膜器件与技术天津市重点实验室室光电信息技术科学教育部重点实验室室天津 300071 300071 河北工业大学信息工程学院天津 300130 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所所薄膜器件与技术天津市重点实验室室光电信息技术科学教育部重点实验室室天津 300071 300071 河北工业大学信息工程学院天津 300130

透明导电氧化铟锡(ITO)薄膜可应用于nip 硅基薄膜太阳电池前电极(顶电极),低温制备ITO 薄膜对于nip 太阳电池尤其重要.但是,低温制备的ITO 薄膜光学透过和电学性能并不理想.本文使用热蒸发方法研究低温制备ITO 的光学透过和电学性能,采... 详细信息

透明导电氧化铟锡(ITO)薄膜可应用于nip 硅基薄膜太阳电池前电极(顶电极),低温制备ITO 薄膜对于nip 太阳电池尤其重要.但是,低温制备的ITO 薄膜光学透过和电学性能并不理想.本文使用热蒸发方法研究低温制备ITO 的光学透过和电学性能,采用加热氧气的方法,可以改善低温制备的ITO 薄膜的透过性能.在衬底温度为175℃,反应压强为0.26Pa 时,生长获得的厚度80nm-ITO 薄膜,其可见光(光谱380nm-780nm)平均透过率从83.1％(氧气不加热)增加到84.3％(氧气为加热).

关键词： ITO薄膜反应热蒸发氧气加热薄膜太阳电池

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氧化锌多晶薄膜绒面结构及陷光特性分析

氧化锌多晶薄膜绒面结构及陷光特性分析

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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：林小园黄茜王延峰张德坤赵颖张存善张晓丹南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室（南开大学天津大学）天津 300071 河北工业大学信息工程学院天津 300 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室（南开大学天津大学）天津 300071 河北工业大学信息工程学院天津 300130

针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,本文采用磁控溅射及后腐蚀技术制备获得了高性能绒面铝掺杂氧化锌前电极.深入分析了氧化锌多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面结构及陷光特性的影响.研究结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大... 详细信息

针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,本文采用磁控溅射及后腐蚀技术制备获得了高性能绒面铝掺杂氧化锌前电极.深入分析了氧化锌多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面结构及陷光特性的影响.研究结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦随之增大,绒度增大;随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势.当沉积氧化锌多晶薄膜初始厚度达2μm 时,获得的薄膜电阻率小于3×10-4 Ωcm,经180s 稀盐酸(0.5 ％)腐蚀后,绒面氧化锌的均方根粗糙度达143 nm,400-1100 nm 平均透过率达81.4％,在500 nm 处绒度为84.3％,750 nm 处绒度可达73.8％,方块电阻小于5 Ω/sq,满足了硅基薄膜叠层电池对前电极的光电性能需求.

关键词： textured aluminum doped ZnO surfaces morphology scattering properties wet etching

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高迁移率透明导电膜IWO 在染料电池中的应用

高迁移率透明导电膜IWO 在染料电池中的应用

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第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会(CPVC12)

作者：陈东坡张晓丹任世荣刘彩池赵颖王文静南开大学光电子薄膜器件与技术研究所& 南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室&南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津 300071 河北工业大学信息功能材料研究所天津 300130 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所& 南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室&南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津 300071 河北工业大学信息功能材料研究所天津 300130 中国科学院电工研究所中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室北京 100190

本文采用反应电子束蒸发法,在普通玻璃衬底上生长了高迁移率透明导电IWO薄膜,并将这种薄膜用于染料电池.以导电膜FTO为对比组,采用原子力显微镜测试了IWO和FTO在电解质处理前后的形貌,用霍尔测试仪测试了这两种导电膜的方块电阻和热稳定... 详细信息

本文采用反应电子束蒸发法,在普通玻璃衬底上生长了高迁移率透明导电IWO薄膜,并将这种薄膜用于染料电池.以导电膜FTO为对比组,采用原子力显微镜测试了IWO和FTO在电解质处理前后的形貌,用霍尔测试仪测试了这两种导电膜的方块电阻和热稳定性,采用紫外可见分光光度计测试了它们的透过率,最后在AM1.5的条件下测试了电池的光电性能,测试结果表明:导电膜IWO表面比FTO表面平滑,并且电解质不会对导电膜的形貌产生影响;IWO薄膜的方块电阻会随温度的升高而增大,而FTO则不会;在整个可见光范围内,FTO对光的透过率要略高于IWO;用IWO薄膜组装的染料电池的光电转化效率为2.77％,这一结果说明,染料电池中,高迁移率透明导电膜IWO具有替代目前通用的导电膜FTO的潜力.

关键词：染料电池 IWO导电膜 FTO导电膜二氧化钛薄膜

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磁控溅射技术室温生长氢化ZnO：Ga薄膜及其特性研究

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人工晶体学报 2011年第6期40卷 1404-1409页

作者：王斐陈新亮张翅张德坤魏长春黄茜张晓丹赵颖耿新华南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

采用直流脉冲磁控溅射方法,在室温下生长氢化Ga掺杂ZnO薄膜(GZO/H),并通过湿法后腐蚀技术获得绒面结构。研究了室温下H2流量对薄膜结构、光电性能及表面形貌的影响。实验表明,氢化GZO(GZO/H)薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,引入... 详细信息

采用直流脉冲磁控溅射方法,在室温下生长氢化Ga掺杂ZnO薄膜(GZO/H),并通过湿法后腐蚀技术获得绒面结构。研究了室温下H2流量对薄膜结构、光电性能及表面形貌的影响。实验表明,氢化GZO(GZO/H)薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,引入适当流量的H2可以有效提高薄膜的电学特性,GZO/H薄膜具有更低的电阻率以及较高的迁移率和载流子浓度。当通入H2流量为6 sccm时,薄膜电阻率为6.8×10-4Ω.cm,Hall迁移率达34.2 cm2/V.s,制备的GZO/H薄膜可见光区域平均透过率优于85%。此外,研究了H2流量对湿法腐蚀后绒面GZO/H薄膜表面形貌的影响,提出了一种薄膜绒面结构形成过程模型。

关键词：脉冲磁控溅射氧化锌镓掺杂 H2流量绒面结构

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H_2气对脉冲磁控溅射铝掺杂氧化锌薄膜性能的影响

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物理学报 2011年第6期60卷 633-639页

作者：李林娜陈新亮王斐孙建张德坤耿新华赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

实验采用脉冲磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜.为了进一步提高AZO薄膜的光电性能,在溅射过程中加入一定流量的氢气,以高纯ZnO:Al2O3陶瓷靶为溅射靶材,制备AZO/H透明导电薄膜.通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地... 详细信息

实验采用脉冲磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜.为了进一步提高AZO薄膜的光电性能,在溅射过程中加入一定流量的氢气,以高纯ZnO:Al2O3陶瓷靶为溅射靶材,制备AZO/H透明导电薄膜.通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了氢气流量对AZO薄膜性能的影响.溅射过程中引入氢气,可以促进薄膜的晶化,提高薄膜的迁移率和透过率(400—1100nm).采用纯氩气溅射制备AZO薄膜的电阻率为5.664×10-4Ω·cm,加入氢气后薄膜的电阻率降低至4.435×10-4Ω·cm.在Raman测试结果中,可以观察到表征氧空位缺陷的Raman峰(579-1cm)强度随氢气流量的增大而减小.与AZO薄膜相比,在氢气氛中溅射制备的AZO/H薄膜,腐蚀后更容易获得具有陷光效应的"弹坑"状表面形貌.

关键词：氧化锌氢气流量磁控溅射太阳电池

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衬底温度对太阳电池铝背反射电极性能的影响

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太阳能学报 2011年第5期32卷 698-703页

作者：韩安军张建军李林娜张洪刘彩池耿新华赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所南开大学光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071 河北工业大学材料学院天津300130

采用中频脉冲磁控溅射在不同衬底温度下制备了太阳电池铝背反射电极,利用X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜晶体结构,用X射线光电子谱仪(XPS)分析薄膜的成分,用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌和粗糙度,用分光光度计研究薄膜的反射率。研... 详细信息

采用中频脉冲磁控溅射在不同衬底温度下制备了太阳电池铝背反射电极,利用X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜晶体结构,用X射线光电子谱仪(XPS)分析薄膜的成分,用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌和粗糙度,用分光光度计研究薄膜的反射率。研究发现随衬底温度升高,薄膜中氧含量增加,晶体结构变为混合晶面取向,晶化率降低,表面粗糙度增大,反射率下降。将其应用到NIP非晶硅薄膜太阳电池中,在衬底温度为300℃时,得到了5.6%的电池转换效率。

关键词：中频脉冲磁控溅射衬底温度铝背反射电极表面形貌

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TiCl_4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

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物理化学学报 2011年第2期27卷 425-431页

作者：陈东坡张晓丹魏长春刘彩池赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071 河北工业大学信息功能材料研究所天津300130

通过不同浓度的TiCl4溶液水解,在光阳极导电玻璃(FTO)基底上制备了阻挡层薄膜,以此来抑制FTO表面的光生电子与I-3之间的复合反应,采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分别测试了阻挡层薄膜的组成,用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外... 详细信息

通过不同浓度的TiCl4溶液水解,在光阳极导电玻璃(FTO)基底上制备了阻挡层薄膜,以此来抑制FTO表面的光生电子与I-3之间的复合反应,采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分别测试了阻挡层薄膜的组成,用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计测试了阻挡层的形貌和对光的透过率,在AM1.5和暗环境下分别测试了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能.实验结果表明:用此方法可以获得由TiO2粒子组成的阻挡层薄膜;阻挡层薄膜的形貌随着TiCl4溶液浓度的增加而改变,它的厚度随着TiCl4溶液浓度的增加而增加;引入阻挡层后,FTO对光的透过率都会下降;这一薄膜的引入可以提高电池的光电性能,用0.04 mo·lL-1的TiCl4溶液制备的阻挡层对暗电流的抑制作用最为明显,电池在AM1.5的条件下测试,转换效率最高7.84%.

关键词：染料敏化太阳能电池阻挡层 TiO2薄膜暗电流 TiCl4

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