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第13届中国光伏大会

作者：梁俊辉张晓丹王延峰黄茜魏长春张德坤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学信息技术科学教育部重点实验室天津 300071

要实现太阳电池的最大转换效率必须要满足三个要素:入射光必须尽可能多的被吸收;被吸收的光子必须尽可能多的转化成电子;被转化的电子必须尽可能多的被抽取到器件两端.对于太阳电池来说要满足这几个条件前电极就显得格外的重要.本文所... 详细信息

要实现太阳电池的最大转换效率必须要满足三个要素:入射光必须尽可能多的被吸收;被吸收的光子必须尽可能多的转化成电子;被转化的电子必须尽可能多的被抽取到器件两端.对于太阳电池来说要满足这几个条件前电极就显得格外的重要.本文所研究的氢掺杂氧化锌透明导电氧化物薄膜正是基于以上考量,通过在室温下引入氢气作为掺杂源溅射生长ZOH,然后在氢气氛下退火,在维持电学性能不变的前提下降低载流子浓度提高迁移率,进而实现减少对近红外光的吸收(迁移率为49.8cm2/Vs,载流子浓度1.05×1020cm-3,且在400-1000nm波长范围内的平均透过率可80％以上),实现了有更多的光的透过进入电池的吸收层.

关键词：掺氢氧化锌薄膜直流磁控溅射工艺光学性能产品质量

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N型微晶硅氧薄膜的纵向生长及其太阳电池研究

N型微晶硅氧薄膜的纵向生长及其太阳电池研究

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第13届中国光伏大会

作者：顾龙杨恢东倪牮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天津300071 暨南大学电子工程系广州510632

本文研究了采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备的N型微晶硅氧薄膜的纵向均匀性.喇曼测试结果显示:微晶硅氧薄膜存在着生长结构的纵向不均匀,生长初期存在一定的非晶孵化层,随着厚度的增加材料的晶化率逐渐增大,最后趋于稳定.在... 详细信息

本文研究了采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备的N型微晶硅氧薄膜的纵向均匀性.喇曼测试结果显示:微晶硅氧薄膜存在着生长结构的纵向不均匀,生长初期存在一定的非晶孵化层,随着厚度的增加材料的晶化率逐渐增大,最后趋于稳定.在薄膜生长初期通过增加氢稀释率和增加辉光功率可以有效降低孵化层厚度,提高薄膜纵向均匀性.将不同折射率的N型微晶硅氧薄膜应用在电池当中,相比较采用N型非晶硅具有相同厚度N层的非晶硅太阳电池,短路电流密度提高5.7％,电池效率提高3.6％.

关键词：微晶硅氧薄膜等离子体增强化学气相沉积工艺射频技术纵向均匀性太阳电池

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I/N界面缓冲层对基于N-μc-SiOx的P-I-N型非晶硅太阳电池性能改善的研究

I/N界面缓冲层对基于N-μc-SiOx的P-I-N型非晶硅太阳电池性能改善...

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2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会

作者：顾龙张晓丹倪牮魏长春杨恢东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暨南大学暨南大学电子工程系

针对基于N-μc-SiOx的P-I-N型非晶硅薄膜太阳电池,由于本征层(a-Si:H)和掺杂层(N-μc-SiOx)界面缺陷态过多的原因,导致填充因子下降,本文通过在这两层之间引入N-a-Si:H,改善了界面特性,提高了填充因子。但缓冲层的引入,降低了N-μc-SiO... 详细信息

针对基于N-μc-SiOx的P-I-N型非晶硅薄膜太阳电池,由于本征层(a-Si:H)和掺杂层(N-μc-SiOx)界面缺陷态过多的原因,导致填充因子下降,本文通过在这两层之间引入N-a-Si:H,改善了界面特性,提高了填充因子。但缓冲层的引入,降低了N-μc-SiOx的反射效果,需要进一步增加氧含量,降低折射率;然而氧含量的增加一方面会导致短波QE下降,另一方面过高的氧含量还会导致电池无响应。因此设计引入N-μc-Si:H作为籽晶层,通过复合缓冲层(5nmN-a-Si:H+12nmN-μc-Si:H)的作用,有

关键词：非晶硅太阳电池缓冲层 I/N P-I-N 性能改善 c-SiOx

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基于纳米氧化锌的硅衬底陷光研究

基于纳米氧化锌的硅衬底陷光研究

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第13届中国光伏大会

作者：杨晓平张晓丹赵振越郝秋艳魏长春许盛之赵颖河北工业大学材料科学与工程学院天津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天津300071 河北工业大学材料科学与工程学院天津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天津300071

增强太阳电池的光吸收是提高其效率的关键之一,氧化锌纳米结构的陷光性能是目前研究的热点.本文采用水热法在制绒Si衬底上合成了氧化锌纳米柱及纳米锥结构,形成氧化锌纳米结构和金字塔相结合的新型结构.通过对样品的表面形貌和光学性能... 详细信息

增强太阳电池的光吸收是提高其效率的关键之一,氧化锌纳米结构的陷光性能是目前研究的热点.本文采用水热法在制绒Si衬底上合成了氧化锌纳米柱及纳米锥结构,形成氧化锌纳米结构和金字塔相结合的新型结构.通过对样品的表面形貌和光学性能的测试分析,详细的研究了氧化锌纳米结构的陷光作用.结果表明:在波长λ～300-1100 nm范围内,氧化锌纳米柱与Si金字塔结合形成的新结构比Si金字塔结构的平均反射率降低了约45.1％,而氧化锌纳米锥与Si金字塔结合形成的新结构比Si金字塔结构的反射降低了约60.2％.这一结果对提高基于硅衬底的太阳电池的转换效率具有很大的潜在应用价值.

关键词：增强太阳电池硅衬底结构陷光性能纳米氧化锌

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衬底温度对反应磁控溅射W掺杂ZnO薄膜的微观结构及光电性能的影响

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物理学报 2012年第23期61卷 498-504页

作者：张翅陈新亮王斐闫聪博黄茜赵颖张晓丹耿新华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

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(WZO)透明导电氧化物薄膜并研究了衬底温度对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向,且适当的衬底温度是制备优质WZO薄膜的关键因... 详细信息

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(WZO)透明导电氧化物薄膜并研究了衬底温度对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向,且适当的衬底温度是制备优质WZO薄膜的关键因素.随着衬底温度升高,薄膜表面粗糙度先增大后减小;衬底温度较高时,薄膜的结构致密,结晶质量好,电子迁移率高.当衬底温度为325℃时,WZO薄膜获得最低电阻率9.25×10^(-3)Ω·cm,方块电阻为56.24Ω/□,迁移率为11.8 cm^2 V^(-1)·s^(-1),其在可见光及近红外区域(400—1500 nm)范围的平均透过率达到85.7%.

关键词：反应磁控溅射 ZnO薄膜 W掺杂衬底温度

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Ga和Cu／In衬底上电沉积金属Ga

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物理化学学报 2012年第8期28卷 1913-1922页

作者：张超敖建平王利姜韬孙国忠何青周志强孙云南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

在酸性水溶液中,分别在金属Ga和Cu/In衬底上进行了Ga电沉积的研究.用循环伏安法研究了导电盐、pH值对电沉积Ga的影响.系统研究了Ga的沉积过程,发现Ga会逐渐向薄膜内部扩散,在Cu/In界面上与CuIn合金反应生成CuGa2合金.针对Cu/In薄膜和Ga... 详细信息

在酸性水溶液中,分别在金属Ga和Cu/In衬底上进行了Ga电沉积的研究.用循环伏安法研究了导电盐、pH值对电沉积Ga的影响.系统研究了Ga的沉积过程,发现Ga会逐渐向薄膜内部扩散,在Cu/In界面上与CuIn合金反应生成CuGa2合金.针对Cu/In薄膜和Ga薄膜是活泼金属的特点,在溶液中加入三乙醇胺有效地保护了Cu/In薄膜和Ga金属薄膜不被氧化,并且提高了Ga沉积的电流效率.在Cu/In薄膜上制备出了均匀光亮的金属Ga薄膜.对电沉积出Cu-In-Ga预置层进行了硒化处理,得到了质量较好的Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)薄膜,并制备了太阳电池.电池效率达到了9.42%.

关键词：电化学沉积 Cu(In1-xGax)Se2 循环伏安法金属预置层太阳电池

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提高非晶硅/微晶硅叠层太阳电池光稳定性的研究

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物理学报 2012年第13期61卷 500-504页

作者：侯国付卢鹏韩晓艳李贵君魏长春耿新华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

如何提高硅基薄膜太阳电池的光稳定性是硅基薄膜太阳电池研究和产业化过程中非常重要的问题.为了提高非晶硅/微晶硅叠层电池的光稳定性,本文首先给出了良好光稳定性非晶硅项电池的结果,然后重点研究了N/P隧穿结和微晶硅底电池本征层硅... 详细信息

如何提高硅基薄膜太阳电池的光稳定性是硅基薄膜太阳电池研究和产业化过程中非常重要的问题.为了提高非晶硅/微晶硅叠层电池的光稳定性,本文首先给出了良好光稳定性非晶硅项电池的结果,然后重点研究了N/P隧穿结和微晶硅底电池本征层硅烷浓度梯度对叠层电池光稳定性的影响.经过初步优化,连续光照1000 h后非晶硅/微晶硅叠层电池的最小光致衰退率只有7%.

关键词：光致稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池硅烷浓度梯度隧穿结

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W掺杂ZnO透明导电薄膜的理论及实验研究

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物理学报 2012年第13期61卷 481-486页

作者：王延峰黄茜宋庆功刘阳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300071 中国民航大学理学院天津300300

本文从理论与实验两方面入手,对高价态差金属W掺杂ZnO（WZO）薄膜材料的特性进行分析讨论.采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对WZO材料特性进行理论分析,计算结果表明：W以替位形式掺入ZnO六角纤锌矿晶格结构中,由于W—O键的键长较... 详细信息

本文从理论与实验两方面入手,对高价态差金属W掺杂ZnO（WZO）薄膜材料的特性进行分析讨论.采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对WZO材料特性进行理论分析,计算结果表明：W以替位形式掺入ZnO六角纤锌矿晶格结构中,由于W—O键的键长较长引起晶格常数增加,产生晶格畸变;掺杂后费米能级进入导带,其附近的导电电子主要由W 5d,O 2p及Zn 3d电子轨道提供,材料表现出n型半导体的特性;同时能带简并效应使其光学带隙展宽.为进一步验证该理论分析结果的适用性,本文采用脉冲直流磁控溅射技术进行了本征ZnO及WZO薄膜的实验研究,结果表明：W掺入未改变ZnO的生长方式,但引起薄膜的晶格常数增加,电阻率由本征ZnO的1.35×10~（-2）Ω·cm减小到1.55×10~（-3）Ω·cm,光学带隙由3.27 eV展宽到3.48 eV.制备的WZO薄膜在400-1100 nm的平均透过率大于83%.实验结果对理论计算结果进行了验证,表明WZO薄膜作为透明导电薄膜的应用潜力.

关键词： WZO薄膜第一性原理磁控溅射太阳电池

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CIGS薄膜太阳电池产业化的最新进展及发展趋势

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人工晶体学报 2012年第S1期41卷 189-195页

作者：敖建平南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津市光电子薄膜器件与技术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

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池已经进入产业化快速发展阶段,显示出良好的发展趋势。本文就近年来CIGS薄膜太阳电池基础研究和产业化技术所取得重大突破性进展及产业化现状进行了概述。在基础研究方面,共蒸发法制备的小面积电池效率达... 详细信息

Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜太阳电池已经进入产业化快速发展阶段,显示出良好的发展趋势。本文就近年来CIGS薄膜太阳电池基础研究和产业化技术所取得重大突破性进展及产业化现状进行了概述。在基础研究方面,共蒸发法制备的小面积电池效率达到20.3%,非真空低成本涂覆法制备的电池效率达到17.1%。在产业化方面,商品化组件效率与小面积电池效率差距大幅度缩小,30 cm×30 cm电池组件效率达到17.8%,160 cm×66 cm大面积组件效率达到15.7%,产量和产能大幅增长。CIGS太阳电池产业化的技术路线很多,发展的重点各不相同,但最终也许会有一种解决方案集中所有技术的优点,成为产业化的主流,为未来世界能源供应和制造工业做出巨大贡献。

关键词： CIGS薄膜产业化大面积组件太阳电池

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磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

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光电子．激光 2012年第4期23卷 724-729页

作者：王斐陈新亮耿新华黄茜张德坤孙建魏长春张晓丹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

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的... 详细信息

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。

关键词： H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜磁控溅射绒面结构梯度H2技术薄膜太阳能电池

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