热原子层沉积氧化铝对硅的钝化性能及热稳定性

原子层沉积氧化铝已经成为应用于钝化发射极和背面点接触（PERC）型晶硅太阳能电池优异的钝化材料．对于基于丝网印刷技术的太阳能电池,钝化材料的钝化效果及其热稳定性是非常重要的．本文在太阳能级硅片上用热原子层沉积设备制备了20nm和30nm的氧化铝,少子寿命测试结果显示初始沉积的氧化铝薄膜具有一定的钝化效果,在退火后可达到100μs以上,相当于硅表面复合速度小于100cm／s．经过制备传统晶硅太阳能电池的烧结炉后,少子寿命能够保持在烧结前的一半以上,可应用于工业PERC型电池的制备．通过电子显微镜观察到了较厚的氧化铝薄膜有气泡,解释了30nm氧化铝比20nm氧化铝钝化性能和稳定性更差的异常表现．     

飞秒纳秒脉冲激光微构造和掺杂单晶硅（英文）

在SF6气氛下,分别利用钛宝石飞秒脉冲激光与掺钕钇铝石榴石纳秒脉冲激光对单晶硅表面进行了微构造和重掺杂,以用于光伏材料。对制备的单晶硅表面微结构的形貌、结晶性和硫元素杂质含量与分布进行了研究。实验结果表明纳秒脉冲激光制备的单晶硅表面微结构的薄层电阻较小,缺陷密度较低(结晶性高),硫元素杂质含量较高且在表面分布的范围较广,深度较大(约1μm)。此外,材料的可见-近红外波段吸收率可接近80%。基于纳秒脉冲激光微构造的单晶硅的优异性能,在样品表面制备了有效光照面积达8cm2的太阳能电池。其中,最佳太阳能电池的串联电阻、开路电压、短路电流密度分别为0.5Ω,503mV,35mA/cm2,转换效率约12%。上述太阳能电池性能还可通过优化制备工艺进一步提高。     

基于隧穿氧化物钝化接触的高效晶体硅太阳电池的研究现状与展望

在当今的光伏市场,晶体硅电池占据超过九成的份额,并且被认为在未来将依旧占据主导地位.在高效晶硅电池中,隧穿氧化物钝化接触太阳电池(tunnel oxide passivated contact solar cell, TOPCon)因其优异的表面钝化效果以及与传统产线兼容性好的优势而受到持续关注.该电池最显著的特征是其高质量的超薄氧化硅和重掺杂多晶硅的叠层结构,对全背表面实现了高效钝化,同时载流子选择性地被收集,具有制备工艺简单、使用N型硅片无光致衰减问题和与传统高温烧结技术相兼容等优点.本文首先介绍了隧穿氧化物钝化接触太阳电池的基本结构和基本原理,然后对现有超薄氧化硅层和重掺杂多晶硅层的制备方式进行了对比,最后在分析研究现状基础上指出了该电池未来的研究方向.     

电注入退火对多晶硅PERC太阳电池性能的影响

对掺镓和掺硼的二种多晶硅钝化发射极和背面电池进行了电注入退火研究,分别用Halm电学性能测试仪和量子效率测试仪分析了它们在不同条件处理后的电学性能和外量子效率变化.结果表明,以8.0A的注入电流在260℃的温度下处理2h,有利于促进电池由衰减态向再生态转变,电注入退火后电池的转换效率增加了0.83%,在光照5h后比初始值仅衰减了0.61%.电注入退火能有效降低多晶硅钝化发射极和背面电池的光致衰减效应,掺镓多晶硅钝化发射极和背面电池具有更低的光致衰减效应,相比掺硼多晶硅钝化发射极和背面电池光致衰减值降低了约50%.     

用激光诱导击穿光谱测量铝合金的激光烧蚀阈值

采用正交几何配置的双波长双脉冲激光烧蚀-激光诱导击穿光谱技术准确测量了铝合金样品的激光烧蚀阈值。在烧蚀激光波长为532 nm、脉宽为12 ns并采用焦距为2 cm的非球面透镜强聚焦的条件下,得到铝合金的激光能量烧蚀阈值为48 J,等效的能量密度烧蚀阈值为9.8 J/cm2。该技术是一种新的激光烧蚀阈值的光谱测量手段,与传统的测量技术相比,具有高灵敏、准确、快捷和便利的特点,可以用于不同材料的激光烧蚀阈值的准确测量。     

Al2O3钝化及其在晶硅太阳电池中的应用

介绍了Al₂O₃的材料性质及其原子层沉积制备方法, 详细阐述了该材料的钝化机制(化学钝化和场效应钝化), 并从薄膜厚度、热稳定性及叠层钝化等角度阐释其优化方案. 概述了Al₂O₃钝化在晶体硅太阳电池中的应用, 主要包括钝化发射极及背面局部扩散电池和钝化发射极及背表面电池. 最后, 对Al₂O₃钝化工艺的未来研究方向和大规模的工业应用进行了展望.     

A12o3钝化及其在晶硅太阳电池中的应用

介绍了A1203的材料性质及其原子层沉积制备方法,详细阐述了该材料的钝化机制（化学钝化和场效应钝化）,并从薄膜厚度、热稳定性及叠层钝化等角度阐释其优化方案．概述了Al203钝化在晶体硅太阳电池中的应用,主要包括钝化发射极及背面局部扩散电池和钝化发射极及背表面电池．最后,对A1203钝化工艺的未来研究方向和大规模的工业应用进行了展望．     

用Judd-Ofelt理论计算Nd3+掺杂氧化镧钇透明陶瓷的光谱参量

采用传统无压烧结工艺制备Nd3+掺杂的氧化镧钇透明激光陶瓷,测试了其吸收和荧光光谱.采用Judd-Ofelt理论对Nd3+掺杂量为1.5at%的样品光谱参量进行了计算.根据吸收光谱,拟合得到三个强度参量分别为：Ω2=6.57×10－20 cm2,Ω4=2.04×10－20 cm2,Ω6=4.38×10－20 cm2.根据这三个参量计算了样品的辐射寿命,跃迁几率,荧光分支比,量子效率和品质因子,并对结果作了分析.     

不同退火方式对Ni/SiC接触界面性质的影响

采用快速热退火(rapid thermal annealing, RTA)法和脉冲激光辐照退火(laser spark annealing, LSA)法, 在n型4H-SiC的Si面制备出Ni电极欧姆接触. 经传输线法测得RTA样品与LSA样品的比接触电阻分别为5.2×10^-4 Ω·cm², 1.8× 10^-4 Ω·cm². 使用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱等表征手段, 比较了两种退火方式对电极表面形貌、电极/衬底截面形貌和元素成分分布、SiC衬底近表层碳团簇微结构的影响. 结果表明, 相比于RTA, LSA法制备出的欧姆接触在电极表面形貌、界面形貌、电极层组分均匀性等方面都具有明显优势, 有望使LSA成为一种非常有潜力的制备欧姆接触的退火处理方法.     

Nasicon的电解作用和钠沉积

Nasicon是一种较新的快离子导体,300℃时的离子电导率为10-1Ω-1cm-1数量级,它有希望用作高能钠电池或电化学器件的固体电解质隔膜.迄今对Nasicon的结构、电导性质和材料制备等已进行了较多的研究,但在已发表的文献中,尚未见到关于它在直流电压下的分解作用以及钠沉积现象的研究报道. 一、试样与实验电池 Nasicon烧结试样的制备和性能见文献[3].试样内的主要结晶相是Na3Zr2Si2PO12,含有少量ZrO2,在环境气氛下无吸湿作用.圆片试样的尺寸为 φ1.77 × 0.2cm,体积密度为理论密度的96—98%,圆片表面蒸镀金膜电极.实验电池为: a.石墨/Au/Nas…     

飞秒纳秒脉冲激光微构造和掺杂单晶硅

在SF6气氛下，分别利用钛宝石飞秒脉冲激光与掺钕钇铝石榴石纳秒脉冲激光对单晶硅表面进行了微构造和重掺杂，以用于光伏材料。对制备的单晶硅表面微结构的形貌、结晶性和硫元素杂质含量与分布进行了研究。实验结果表明纳秒脉冲激光制备的单晶硅表面微结构的薄层电阻较小，缺陷密度较低（结晶性高），硫元素杂质含量较高且在表面分布的范围较广，深度较大（约1 m）。此外，材料的可见-近红外波段吸收率可接近80%。基于纳秒脉冲激光微构造的单晶硅的优异性能，在样品表面制备了有效光照面积达8 cm2的太阳能电池。其中，最佳太阳能电池的串联电阻、开路电压、短路电流密度分别为0.5 , 503 mV, 35 mA/cm2，转换效率约12%。上述太阳能电池性能还可通过优化制备工艺进一步提高。     

343 nm飞秒激光制备微孔阵列以增强聚氨酯合成革透湿性

为了提高聚氨酯(PU)合成革透湿性,分别使用343 nm飞秒激光和作为对比的1030 nm飞秒激光及1064 nm纳秒激光制备微孔阵列。采用扫描电镜(SEM)和3D激光扫描显微镜对比研究了微孔形貌。结果表明,343 nm飞秒激光可以制备出效果最佳的微孔。此外,分析了3种激光与PU涂层的作用机理,揭示了343 nm飞秒激光合成革微钻孔过程仅表现为光化学烧蚀,光化学和光热烧蚀同时发生于1030 nm飞秒激光钻孔过程,而1064 nm纳秒激光只显示了光热烧蚀。激光合成革表面钻孔后,测量其透湿性和抗张力。结果显示: 微孔密度越大,皮革透湿性(WVP)越大而抗张力越低,脉冲重叠的增加会导致WVP的增加和抗张力的下降;同时,随着脉冲重叠从91.7%降到50%,微孔直径从45 μm降低到30 μm,而微孔锥度从0.7°增加到12.1°;当脉冲重叠率为91.7%,微孔密度为2550/cm2时,最大的WVP增长率为306%。     

激光烧蚀对碳纳米管薄膜场发射性能的影响

采用丝网印刷工艺制作了碳纳米管(CNTs)薄膜阴极.经适当能量激光烧蚀后,相互粘连的CNTs随表面粘附有机物的蒸发而分散开,管间隙增加、屏蔽效应减小,使得场发射性能大幅度提高,开启场强降低、场倍增因子β增大.Raman光谱分析表明,随激光能量增加,CNTs表面缺陷增多,成为新的场发射点,对其β增大的贡献加强.相对于两电极结构,三电极中平栅极结构场发射性能经激光烧蚀有更显著的改善.这说明激光烧蚀是提高CNTs场发射性能的有效方法. 关键词： 碳纳米管薄膜 场发射 激光烧蚀 Raman光谱     

激光烧蚀-双光束二极管激光原子吸收光谱法测定固体样品中的铀同位素比

以两个二极管激光作为光源 ,采用激光烧蚀 双光束二极管激光原子吸收光谱法测定了2 3 5U/ 2 3 8U同位素比。实验对用于样品烧蚀的Nd :YAG激光聚焦点位置进行了优化 ,在同时满足一定原子化程度和较高2 3 5U 6 82 6 736nm信背比的原则下 ,选择了聚焦点位置低于样品表面 0 4cm作为分析条件。测量2 3 5U/ 2 3 8U同位素比的精密度和准确度分别为 5 %和 2 % ,2 3 5U检测限为 18μg·g-1。结果表明 ,双光束检测法能消除激光烧蚀脉冲间信号波动对测量重现性的影响 ,比早先报道的单光束检测法在精密度和准确度上有了很大的改善     

飞秒激光的波长对SiC材料烧蚀的影响

利用10倍的显微物镜将近红外飞秒激光脉冲汇聚到宽带隙半导体材料6H SiC的前表面,研究样品的烧蚀及诱导微细结构。用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)及光学显微镜测量烧蚀斑。利用烧蚀面积与激光脉冲能量的关系确定SiC的烧蚀阈值。给出了SiC样品的烧蚀阈值与飞秒激光波长的依赖关系。实验结果表明,可见光区随波长增加,烧蚀阈值从0.29J/cm2增加到0.67J/cm2;而在近红外区,SiC的烧蚀阈值为0.70J/cm2左右,基本上不随激光波长变化而改变。结合计算结果,可以认为在飞秒激光烧蚀SiC的过程中,在近红外区,光致电离和碰撞电离均起到了重要的作用;而在可见光区,光致电离的作用相对大一些。     

脉冲激光沉积动力学研究进展

脉冲激光沉积技术是现代常用的先进薄膜材料制备技术之一.文章在简要介绍脉冲激光沉积技术及其进展的基础上,较全面地介绍了脉冲激光沉积动力学的基本物理图像和动力学构架,深入地探讨了激光烧蚀靶材过程、等离子体膨胀过程和薄膜沉积过程的动力学规律,阐述了我国学者在脉冲激光沉积动力学研究方面的贡献,例如包括脉冲激光沉积三个工艺过程自洽的统一模型,等离子体膨胀的冲击波模型,基于局域能量动量守恒定律的新等离子体演化动力学模型,包括热源项、蒸发项、等离子体屏蔽效应和动态物性参数的烧蚀热传导模型,考虑电子碰撞效应和能带结构变化的修正双温模型,能统一描写从纳秒级到飞秒级脉冲激光烧蚀规律的统一双温模型等.     

半导体激光无线传能中光伏电池转换效率

为选择合适的激光参量与光伏电池参量,以提高激光无线能量传输(LWPT)系统的能量转换效率,通过实验研究了LWPT系统中能量接收单元,也即光伏电池在半导体激光照射下的输出特性。通过波长为808 nm和915 nm的激光辐照GaAs和Si光伏电池,研究了不同激光功率密度、光伏电池温度、电池类型以及激光入射角度对光伏电池输出特性与能量转换效率的影响。实验中,在波长为808 nm的激光功率密度从0.06 W/cm2上升至0.37 W/cm2的过程中,Si电池的最大输出功率从0.12 W上升至0.32 W,能量转换效率从50.9%下降至21.2%;GaAs电池的最大输出功率从0.40 W上升到1.07 W,能量转换效率从57.9%下降至23.8%。随着激光功率密度的增加,光伏电池的输出功率先增加而后趋于饱和,但是高功率密度激光引起的电池温升会导致其光电转换效率的下降,所以激光功率密度的选择与光伏电池温度的控制是提高LWPT系统能量转换效率的关键因素。     

激光烧蚀聚甲醛的热-化学耦合模型及其验证

针对激光辐照聚甲醛的烧蚀现象,建立了一种包含升温、相变、热解及热解产物飞散等过程的热-化学耦合模型.采用无规热解模型描述聚甲醛升温后的热解过程,给出了不同热解率下热解产物的组成.利用基团贡献法计算烧蚀产物组分的热力学性质,并按照混合法则确定烧蚀产物混合物的名义标准沸点和临界温度.当烧蚀产物温度低于临界温度时,以液态蒸发机理表征热解产物的烧蚀,用Knudsen层关系式计算烧蚀质量;反之热解产物飞散由气体动力学机理控制,采用间断守恒关系及Jouguet条件描述烧蚀进程.本模型可给出激光辐照下聚甲醛的烧蚀质量、烧蚀温度、烧蚀产物组成和不同机理的烧蚀比率.与实验结果对比表明,当激光能量密度小于30 J/cm2时本模型能准确地描述烧蚀过程.     

飞秒激光烧蚀氟化钙晶体表面特性

采用飞秒激光对氟化钙晶体表面进行加工。通过调控激光参数,采用静止聚焦和动态扫描两种方式在晶体表面加工出一系列微结构(烧蚀孔和烧蚀线)。分别对两种加工方式烧蚀后的氟化钙晶体表面微结构进行系统研究,包括参数依赖关系、材料表面烧蚀阈值等。计算结果表明:在静止聚焦情况下,累积因子为0.0033;在动态扫描情况下,当扫描方向与激光偏振方向垂直或平行时,累积因子分别为0.0043和0.0052。飞秒激光加工过程中的脉冲累积效应能够对晶体的烧蚀产生重要影响。     

衬底加温和后续热退火法形成纳米硅晶粒成核势垒的比较

在真空环境中,采用脉冲激光烧蚀技术,分别在衬底加温和室温条件下沉积制备了纳米Si薄膜.对在室温条件下制备得到的非晶Si薄膜,采用后续热退火实现其晶化.通过扫描电子显微镜、Raman散射仪和X射线衍射仪对制备的薄膜形貌、晶态成分进行表征,得到两种情况下纳米Si晶粒形成的阈值温度分别为700 ℃和850 ℃,通过定量计算比较了两种情况下晶粒成核势垒的大小,并从能量角度对阈值温度的差别进行了理论分析.