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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：姚立勇敖建平毕金莲高守帅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

采用恒电流电沉积工艺在玻璃/Mo 衬底上顺序沉积Cu-Zn 金属预制层,后续在SnSex(x=1,2)气氛下,16.3Pa 硒压条件下硒化制备CZTSe 薄膜.SnSex(x=1,2)分压由锡源温度控制,硒源及样品温度分别为270℃和570℃.采用三种不同的热处理工艺：Sn源... 详细信息

采用恒电流电沉积工艺在玻璃/Mo 衬底上顺序沉积Cu-Zn 金属预制层,后续在SnSex(x=1,2)气氛下,16.3Pa 硒压条件下硒化制备CZTSe 薄膜.SnSex(x=1,2)分压由锡源温度控制,硒源及样品温度分别为270℃和570℃.采用三种不同的热处理工艺：Sn源温度为400℃(A1),Sn 源为530℃(A2),Sn 源为570℃(A3).

关键词：电沉积太阳电池薄膜

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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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PIN型和NIP型硅薄膜太阳电池中绒面陷光结构和陷光性能研究

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物理学报 2013年第12期62卷 1-7页

作者：于晓明赵静侯国付张建军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

对于硅薄膜太阳电池来说,无论是PIN型还是NIP型太阳电池,采用绒面陷光结构来提高入射光的有效利用率是提高太阳电池效率的重要方法之一.本文采用标度相干理论对PIN和NIP型电池的绒面结构的陷光性能进行了数值模拟.结果表明:PIN电池中前... 详细信息

对于硅薄膜太阳电池来说,无论是PIN型还是NIP型太阳电池,采用绒面陷光结构来提高入射光的有效利用率是提高太阳电池效率的重要方法之一.本文采用标度相干理论对PIN和NIP型电池的绒面结构的陷光性能进行了数值模拟.结果表明:PIN电池中前电极和NIP电池中背电极衬底粗糙度分别为160和40nm时可获得理想的陷光效果;在不同粗糙度背电极衬底上制备a-SiGe:H电池发现,使用40和61.5nm背电极可获得相当的短路电流密度,理论分析和实验得到了一致的结果.

关键词：陷光结构光散射能力标量相干理论硅基薄膜太阳电池

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高效率柔性衬底a-Si/a-SiGe/μc-Si三结叠层电池的研究

高效率柔性衬底a-Si/a-SiGe/μc-Si三结叠层电池的研究

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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：侯国付赵颖赵静任慧志白丽莎马骏索松魏长春陈新亮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学信息技术科学教育部重点实验室天津300071

为了获得高效率的a-Si/a-SiGe/μc-Si三结叠层电池,本文分别对背反射电极、高开路电压a-Si顶电池、高效率a-SiGe中间电池以及μc-Si底电池进行了研究.首先采用溅射绒面金属Ag和平面ZnO的方法获得了高反射和较高绒度的Ag/ZnO复合背电极,... 详细信息

为了获得高效率的a-Si/a-SiGe/μc-Si三结叠层电池,本文分别对背反射电极、高开路电压a-Si顶电池、高效率a-SiGe中间电池以及μc-Si底电池进行了研究.首先采用溅射绒面金属Ag和平面ZnO的方法获得了高反射和较高绒度的Ag/ZnO复合背电极,RMS为40nm,400～1200nm范围内的总反射大于85％,800nm出的反射绒度达50％.为了提高a-Si顶电池的开路电压,提出了一种功率梯度法来制备p-nc-Si∶H窗口层,有效提高了电池的填充因子和开路电压,最高的开路电压达到0.998V.对于a-SiGe中间电池,我们重点研究了本征层的GeH4流量梯度、n/i和i/p缓冲层对太阳电池长波段光谱响应和填充因子的影响,目前得到的在最高转换效率达10.6％.在上述单结子电池的基础上,通过调整电流匹配和隧穿结,a-Si/a-SiGe叠层电池效率达到12.06％,a-Si/a-SiGe/μc-Si三结叠层电池效率达到13.09％.

关键词：多结叠层太阳电池背电极窗口层制备工艺转换效率

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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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绒面导电一维光子晶体背反射器在非硅硅薄膜太阳电池中的应用

绒面导电一维光子晶体背反射器在非硅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骏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800 nm 厚的... 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800 nm 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.

关键词：绒面导电一维光子晶体硅基薄膜太阳电池陷光结构背反射器

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微晶硅锗太阳电池本征层纵向结构的优化

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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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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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