检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2013年第3期62卷 223-229页

作者：曹宇张建军李天微黄振华马峻倪牮耿新华赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所光电信息技术科学教育部重点实验室光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室天津300071

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,研究了辉光功率对微晶硅锗材料结构特性和光电特性的影响,提出使用功率梯度的方法制备微晶硅锗薄膜太阳电池本征层.优化后的微晶硅锗本征层不仅保持了晶化率纵向分布的均匀性,而且形成了沿生长方... 详细信息

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,研究了辉光功率对微晶硅锗材料结构特性和光电特性的影响,提出使用功率梯度的方法制备微晶硅锗薄膜太阳电池本征层.优化后的微晶硅锗本征层不仅保持了晶化率纵向分布的均匀性,而且形成了沿生长方向由宽到窄的渐变带隙分布,使电池的填充因子和短路电流密度都得到了提高.采用此方法制备的非晶硅/微晶硅锗双结叠层电池转换效率达到了9.54%.

关键词：微晶硅锗辉光功率带隙调节太阳电池

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低温超薄高效Cu(In,Ga)Se_2太阳电池的实现

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物理学报 2013年第4期62卷 479-486页

作者：韩安军孙云李志国李博研何静靖张毅刘玮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

衬底温度保持恒定,在Se气氛下按照一定的元素配比顺序蒸发Ga,In,Cu制备厚度约为0.7μm的Cu(In0.7Ga0.3)Se2(CIGS)薄膜.利用X射线衍射仪分析薄膜的晶体结构及物相组成,扫描电子显微镜表征薄膜形貌及结晶质量,二次离子质谱仪测试薄膜内部... 详细信息

衬底温度保持恒定,在Se气氛下按照一定的元素配比顺序蒸发Ga,In,Cu制备厚度约为0.7μm的Cu(In0.7Ga0.3)Se2(CIGS)薄膜.利用X射线衍射仪分析薄膜的晶体结构及物相组成,扫描电子显微镜表征薄膜形貌及结晶质量,二次离子质谱仪测试薄膜内部元素分布,拉曼散射谱分析薄膜表面构成,带积分球附件的分光光度计测量薄膜光学性能.研究发现在Ga-In-Se预制层内,In主要通过晶界扩散引起Ga/(Ga+In)分布均匀化.衬底温度高于450C时,薄膜呈现单一的Cu(In0.7Ga0.3)Se2相;低于400C,薄膜存在严重的Ga的两相分离现象,且高含Ga相主要存在于薄膜的上下表面;低于300C,薄膜结晶质量进一步恶化.薄膜表层的高含Ga相Cu(In0.5Ga0.5)Se2以小晶粒形式均匀分布于薄膜表面,增加了薄膜的粗糙度,在电池内形成陷光结构,提高了超薄电池对光的吸收.加上带隙值较小的低含Ga相的存在,使电池短路电流密度得到较大改善.衬底温度在550C—350C变化时,短路电流密度JSC是影响超薄电池转换效率的主要因素;而衬底温度Tsub低于300C时,开路电压VOC和填充因子FF降低已成为电池性能减退的主要原因.Tsub为350C时制备的0.7μm左右的超薄CIGS电池转换效率达到了10.3%.

关键词： Cu(In Ga)Se2薄膜衬底温度超薄太阳电池

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非晶硅界面缓冲层对非晶硅锗电池性能的影响

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物理学报 2013年第24期62卷 366-372页

作者：刘伯飞白立沙张德坤魏长春孙建侯国付赵颖张晓丹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

针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在PI界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度改善内建电场... 详细信息

针对非晶硅锗电池本征层高锗含量时界面带隙失配以及高界面缺陷密度造成电池开路电压和填充因子下降的问题,通过在PI界面插入具有合适带隙的非晶硅缓冲层,不仅有效缓和了带隙失配,降低界面复合,同时也通过降低界面缺陷密度改善内建电场分布,从而提高了电池的收集效率.进一步引入IN界面缓冲层以及对非晶硅锗本征层进行能带梯度设计,在仅采用Al背电极时,单结非晶硅锗电池转换效率达8.72%.

关键词：非晶硅缓冲层非晶硅锗薄膜太阳电池带隙界面

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等离子体活化硒对电沉积Cu-In-Ga金属预制层硒化的影响

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物理学报 2013年第7期62卷 516-523页

作者：张超敖建平姜韬孙国忠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

使用等离子体活化硒源对电沉积制备的Cu-In-Ga金属预制层进行了硒化处理时,发现等离子体功率对Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)晶粒的生长有重要影响,当等离子体功率为75W时,制备出单一Cu(In0.7Ga0.3)Se2相的CIGS薄膜.通过对不同衬底温度的等离... 详细信息

使用等离子体活化硒源对电沉积制备的Cu-In-Ga金属预制层进行了硒化处理时,发现等离子体功率对Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)晶粒的生长有重要影响,当等离子体功率为75W时,制备出单一Cu(In0.7Ga0.3)Se2相的CIGS薄膜.通过对不同衬底温度的等离子体活化硒源硒化的CIGS薄膜进行了研究与分析,并与普通硒化后的薄膜进行对比,发现高活性硒在低温下会促进Ga-Se二元相的生成,从而有利于Cu(In0.7Ga0.3)Se2单相的生长.对等离子体硒化后的CIGS薄膜进行了电池制备,发现单相CIGS薄膜没有显著提高电池性能.通过优化工艺,所制备的CIGS电池效率达到了9.4%.

关键词： Cu(In0 7Ga0 3)Se2 电沉积 Cu-In-Ga金属预制层等离子体活化硒

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Cu含量对三步共蒸发法制备的Cu(In1-x,Cax)Se2薄膜材料结构及电学特性的影响

Cu含量对三步共蒸发法制备的Cu(In1-x,Cax)Se2薄膜材料结构及电学...

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第十四届中国光伏大会暨2014中国国际光伏展览会

作者：葛阳张晓丹许盛之张力孙顶贺瑞霞陈泽王宁魏长春赵颖南开大学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

Cu/(In+Ga)(Cu/Ⅲ)对Cu(In1-x,Cax)Se2(CIGS)薄膜材料结构和电学性能有很大影响,同时也是影响器件性能的重要因素.本文采用“三步共蒸发”工艺在覆有金属钼(Mo)层的钠钙玻璃上制备多晶CIGS薄膜材料及器件.XRD分析可知,CIGS薄膜展现出(1... 详细信息

Cu/(In+Ga)(Cu/Ⅲ)对Cu(In1-x,Cax)Se2(CIGS)薄膜材料结构和电学性能有很大影响,同时也是影响器件性能的重要因素.本文采用“三步共蒸发”工艺在覆有金属钼(Mo)层的钠钙玻璃上制备多晶CIGS薄膜材料及器件.XRD分析可知,CIGS薄膜展现出(112)、(220/204)等黄铜矿结构的特征峰,CIGS薄膜以(112)择优取向生长,贫Cu和富Cu的薄膜中分别存在Cu(In,Ga)3Se5和Cu2-xSe二次相.SEM分析表明,贫Cu的CIGS薄膜呈现三角状结构,晶粒细小.随着Cu/III接近化学计量比,CIGS薄膜表面紧凑致密,晶粒尺寸增大,这种结构有利于载流子的输运,降低晶界复合.富Cu的CIGS薄膜表面松散,存在着大颗粒Cu2-xSe相.通过上述研究,发现Cu/III处于0.85-0.92之间时,CIGS薄膜的结晶质量最优,且不存在二次相.最后,采用不同Cu/III比例的CIGS薄膜制备太阳电池,当Cu/III=0.92时,制备的太阳电池效率最高达到15.21％.

关键词：太阳能电池铜铟镓硒薄膜材料三步共蒸发法结构表征电学性能铜含量

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磁控溅射工艺用于修饰“类金字塔”绒面尖锐形貌的研究

磁控溅射工艺用于修饰“类金字塔”绒面尖锐形貌的研究

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第十四届中国光伏大会暨2014中国国际光伏展览会

作者：陈泽赵颖张晓丹梁俊辉方家孙建张德坤陈新亮黄茜魏长春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

金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术制备的掺硼氧化锌(BZO)透明导电氧化物(TCO)前电极,具有天然形成的“类金字塔”绒面结构,可以为PIN型硅基薄膜太阳电池提供有效的陷光能力.但是,其尖锐的表面形貌会导致电池的有源层中裂缝、孔洞... 详细信息

金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术制备的掺硼氧化锌(BZO)透明导电氧化物(TCO)前电极,具有天然形成的“类金字塔”绒面结构,可以为PIN型硅基薄膜太阳电池提供有效的陷光能力.但是,其尖锐的表面形貌会导致电池的有源层中裂缝、孔洞等缺陷增多,从而削弱电池的开路电压以及填充因子.本文提出采用磁控溅射工艺,对BZO薄膜表面尖锐的形貌进行修饰.经过不同溅射功率(0～380W)处理后,实验获得的BZO薄膜表面被成功修饰,尖锐的“类金字塔”消失,呈现“类弹坑”状表面形貌,显著提高了非晶硅薄膜太阳电池的开路电压、填充因子以及光电转换效率.

关键词：硅基薄膜太阳电池掺硼氧化锌薄膜绒面结构尖锐形貌表面修饰磁控溅射工艺

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非晶硅锗电池性能的调控研究

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物理学报 2013年第20期62卷 536-541页

作者：刘伯飞白立沙魏长春孙建侯国付赵颖张晓丹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

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,研究了非晶硅锗薄膜太阳电池.针对非晶硅锗薄膜材料的本身特性,通过调控硅锗合金中硅锗的比例,实现了对硅锗薄膜太阳电池中开路电压和短路电流密度的分别控制.借助于本征层硅锗材料帯隙梯度的设计... 详细信息

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,研究了非晶硅锗薄膜太阳电池.针对非晶硅锗薄膜材料的本身特性,通过调控硅锗合金中硅锗的比例,实现了对硅锗薄膜太阳电池中开路电压和短路电流密度的分别控制.借助于本征层硅锗材料帯隙梯度的设计,获得了可有效用于多结叠层电池中的非晶硅锗电池.

关键词：非晶硅锗薄膜太阳电池短路电流密度开路电压带隙梯度

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电沉积Cu-In-Ga金属预制层的硒硫化研究

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物理学报 2013年第23期62卷 441-450页

作者：张超敖建平毕金莲姚立勇孙国忠周志强何青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

以H2S气体作为硫源、固态蒸发硒蒸气作为硒源对电沉积Cu-In-Ga金属预制层进行硒硫化处理.通过电沉积Cu-In-Ga金属预制层在不同衬底温度下硒化、硫化和硒硫化的对比实验,发现CuInS2相和CuIn(S,Se)2相优先生成,抑制了CuInSe2相的生成,促使... 详细信息

以H2S气体作为硫源、固态蒸发硒蒸气作为硒源对电沉积Cu-In-Ga金属预制层进行硒硫化处理.通过电沉积Cu-In-Ga金属预制层在不同衬底温度下硒化、硫化和硒硫化的对比实验,发现CuInS2相和CuIn(S,Se)2相优先生成,抑制了CuInSe2相的生成,促使InSe相薄膜向内部扩散,减弱了薄膜两相分离现象.采用先硒化后硒硫化处理工艺优化了Cu(In,Ga)(S,Se)2薄膜的制备工艺,在250 C预硒化得到了开路电压为570 mV的太阳电池,在更高的预硒化温度得到了较大短路电流的太阳电池,最终优化得到了效率达到10.4%的电池器件.

关键词：电化学沉积 Cu-In-Ga金属预制层硒硫化处理 Cu(In,Ga)(S,Se)2薄膜

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绒面导电光子晶体背反射器在非晶硅薄膜太阳电池中的应用

绒面导电光子晶体背反射器在非晶硅薄膜太阳电池中的应用

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第十四届中国光伏大会暨2014中国国际光伏展览会

作者：陈培专张晓丹赵颖侯国付张建军赵静倪牮黄茜马峻张德坤孙建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

研究并制备一种适用于非晶硅薄膜太阳电池的绒面导电一维光子晶体背反射器,由平面一维光子晶体和绒面导电掺铝氧化锌(AZO)膜构成.首先在平面玻璃上沉积5周期的a-Si∶H与SiOx∶H组成一维光子晶体形成高反射,而后继续沉积800nm厚的AZO膜... 详细信息

研究并制备一种适用于非晶硅薄膜太阳电池的绒面导电一维光子晶体背反射器,由平面一维光子晶体和绒面导电掺铝氧化锌(AZO)膜构成.首先在平面玻璃上沉积5周期的a-Si∶H与SiOx∶H组成一维光子晶体形成高反射,而后继续沉积800nm厚的AZO膜作为背电流引出电极,并采用0.5％HCl进行腐蚀形成绒面结构,实现对光的散射.在非晶硅薄膜太阳电池所需陷光范围内,其平均反射率达到91.9％,绒度为75％,与经优化后的常规绒面复合背电极AZO/Ag相比,分别提升6％和48％.将该背反射器应用于单结非晶硅薄膜太阳电池(本征层厚度300nm),在550～800nm波长范围内EQE获得显著提升,初始效率达到9.66％,Jsc=14.74mA/cm2,FF=70.3％,Voc=0.932V.与基于AZO/Ag背反射电极的电池相比,初始效率和电流均获得5％的提升.

关键词：非晶硅薄膜太阳电池绒面导电一维光子晶体背反射器陷光结构性能参数

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高速微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体稳态研究

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物理学报 2013年第16期62卷 423-429页

作者：方家李双亮许盛之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

通过光发射光谱监测高速沉积微晶硅薄膜过程中I(Hα+)/I(SiH+)随沉积时间的变化趋势,分析高速率微晶硅薄膜纵向晶化率逐渐增大的原因.通过氢稀释梯度法,即硅烷浓度梯度和氢气流量梯度法来改善材料的纵向均匀性.结果表明:硅烷浓度梯度法... 详细信息

通过光发射光谱监测高速沉积微晶硅薄膜过程中I(Hα+)/I(SiH+)随沉积时间的变化趋势,分析高速率微晶硅薄膜纵向晶化率逐渐增大的原因.通过氢稀释梯度法,即硅烷浓度梯度和氢气流量梯度法来改善材料的纵向均匀性.结果表明:硅烷浓度梯度法获得的材料晶化率从沉积300s时的53%增加到沉积600s时的62%,相比于传统方式下纵向晶化率从55%到75%的变化有了明显的改善.在硅烷耗尽的情况下,增加氢气流量一方面增加了气体总流量,使得电子碰撞概率增加,电子温度降低,从而降低氢气的分解,抑制SiHx基团的放氢反应,同时背扩散现象也得到了一定的缓解,使得I(Hα+)/I(SiH+)在沉积过程中逐渐增加的趋势有所抑制,所制备的材料的纵向晶化率在240s后维持在53%—60%范围内,同样改善了薄膜的纵向结构.

关键词：光发射光谱高速沉积微晶硅纵向结构均匀性

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