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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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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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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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引入微晶硅底电池的PIN型三结Si基薄膜太阳电池的制备

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光电子．激光 2011年第4期22卷 495-498页

作者：张鹤郑新霞张晓丹刘伯飞林泉樊正海魏长春孙建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

为充分利用太阳光谱能量,在玻璃衬底的PIN型a-Si/a-SiGe电池中直接引入了微晶硅(μc-Si:H)底电池。从透明导电氧化物(TCO)衬底的光透过率估算了PIN型a-Si:H/a-SiGe:H/μc-Si:H三结电池实现高转化效率的可行性。通过调整μc-Si:H底电池... 详细信息

为充分利用太阳光谱能量,在玻璃衬底的PIN型a-Si/a-SiGe电池中直接引入了微晶硅(μc-Si:H)底电池。从透明导电氧化物(TCO)衬底的光透过率估算了PIN型a-Si:H/a-SiGe:H/μc-Si:H三结电池实现高转化效率的可行性。通过调整μc-Si:H底电池厚度考察三结电池的性能变化,结果发现,受中间电池的限制,该系列电池性能无显著变化。μc-Si:H电池量子效率(QE)测试结果表明,ZnO背反射层(BR)主要辅助800 nm以上波长光吸收。初步制备的a-Si:H/a-SiGe:H/μc-Si:H三结电池的转换效率(Eff)约为6.5%(Isc=4.75 mA/cm2,Voc=2V,FF=0.71)。

关键词： PIN型Si基薄膜太阳电池三结电池透明导电氧化物(TCO)衬底微晶硅(μc-Si:H)电池 ZnO背反射层(BR)

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Si基薄膜叠层太阳电池中顶底电池电流匹配的实现

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光电子．激光 2011年第6期22卷 868-871页

作者：陈培专陈新亮蔡宁韩晓艳李娟任慧志李阳张晓丹熊绍珍赵颖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

以中间层对非晶硅/微晶硅(a-Si/μc-Si)叠层太阳电池电学特性的影响为研究对象,运用太阳能电池模拟软件,计算了中间层折射率和厚度的变化对顶/底电池电流的影响。针对当前Si基薄膜叠层太阳电池中存在的顶、底电池电流不匹配的问题,提供... 详细信息

以中间层对非晶硅/微晶硅(a-Si/μc-Si)叠层太阳电池电学特性的影响为研究对象,运用太阳能电池模拟软件,计算了中间层折射率和厚度的变化对顶/底电池电流的影响。针对当前Si基薄膜叠层太阳电池中存在的顶、底电池电流不匹配的问题,提供了解决方案。结果表明,应选用折射率小于3.1的材料作中间层;顶、底电池电流完全匹配的中间层折射率增大所需厚度随之增厚,折射率由1.4增大到2.0,最佳中间层厚则由34 nm增加到63 nm。

关键词：非晶硅/微晶硅叠层太阳电池中间层电学模拟顶底电池电流匹配

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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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PET柔性衬底上生长绒面ZnO-TCO薄膜及其在薄膜太阳电池中的应用

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光电子．激光 2011年第5期22卷 714-717页

作者：林泉陈新亮倪牮张德坤孙建赵颖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

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术在PET柔性衬底上低温生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,DEZn和H2O作为源材料,B2H6作为掺杂剂。详细研究了薄膜掺杂流量对ZnO薄膜微观结构以及光电性能影响。优化获得的PET/ZnO:B薄膜厚约为1500 nm时... 详细信息

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术在PET柔性衬底上低温生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,DEZn和H2O作为源材料,B2H6作为掺杂剂。详细研究了薄膜掺杂流量对ZnO薄膜微观结构以及光电性能影响。优化获得的PET/ZnO:B薄膜厚约为1500 nm时,绒面结构PET/ZnO薄膜的方块电阻约为10Ω,可见光及近红外范围平均透过率达80%。初步应用于a-Si薄膜电池,电池结构为PET/ZnO-TCO/pin-a-Si/Al,电池的转换效率可达6.3%。

关键词：金属有机化学气相沉积(MOCVD) PET柔性衬底 ZnO-TCO薄膜薄膜太阳电池

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电子束反应蒸发制备高迁移率IMO薄膜及其性能研究

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光电子．激光 2011年第7期22卷 1022-1025页

作者：陈新亮韩东港张德坤孙建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

研究了掺杂剂含量对电子束反应蒸发技术生长掺钼氧化铟（In2O3：Mo,IMO）薄膜的微观结构以及光学和电学性能的影响。采用高纯度In2O3：MoO3陶瓷靶和O2作为源材料。随着MoO3掺杂剂含量的增加,IMO薄膜电阻率先降低而后增加,光学性能呈现... 详细信息

研究了掺杂剂含量对电子束反应蒸发技术生长掺钼氧化铟（In2O3：Mo,IMO）薄膜的微观结构以及光学和电学性能的影响。采用高纯度In2O3：MoO3陶瓷靶和O2作为源材料。随着MoO3掺杂剂含量的增加,IMO薄膜电阻率先降低而后增加,光学性能呈现薄膜透过率下降的趋势。在1.0 wt.%MoO3掺杂剂含量时,获得最佳薄膜性能,薄膜电阻率ρ约为1.97×10^-4Ω.cm,方块电阻Rs约为18Ω/□,载流子浓度n约为6.85×1020cm^-3,电子迁移率μ约为46.3 cm2.V^-1.s^-1,可见光和近红外区域透过率T约为75%-85%（含玻璃衬底）。这种高迁移率的IMO薄膜有望应用于μc-Si：H薄膜太阳电池以及a-Si：H/μc-Si：H硅叠层薄膜太阳电池。

关键词：电子束反应蒸发技术掺钼氧化铟(In2O3:Mo,IMO)薄膜高迁移率太阳电池

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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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