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相似文献
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1.
刘伯飞  白立沙  张德坤  魏长春  孙建  侯国付  赵颖  张晓丹 《物理学报》2013,62(24):248801-248801
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  相似文献   

2.
微量掺碳nc-SiC:H薄膜用于p-i-n太阳电池的窗口层   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用等离子增强化学气相沉积方法(PECVD)制备了微量掺碳的p型纳米非晶硅碳薄膜(p-nc-SiC:H),反应气体为硅烷和甲烷,掺杂气体采用硼烷,沉积温度分别采用333K,353K和373K.测量结果表明随着沉积温度增加和碳含量的增加,薄膜的光学带隙增加;薄膜具有较宽的带隙和较高的电导率,同时有较低的激活能(0.06eV).Raman和XRD测量结果表明薄膜存在纳米晶.优化的p型纳米非晶硅碳薄膜作为非晶硅p-i-n太阳电池的窗口层,使得太阳电池的开路电压达到0.94V. 关键词: 光学带隙 纳米硅 薄膜 太阳能电池  相似文献   

3.
氢化纳米硅薄膜中氢的键合特征及其能带结构分析   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
对氢化纳米硅薄膜中氢的键合特征和薄膜能带结构之间的关系进行了研究.所用样品采用螺 旋波等离子体化学气相沉积技术制备,利用Raman散射、红外吸收和光学吸收技术对薄膜的 微观结构、氢的键合特征以及能带结构特性进行了分析.Raman结果显示不同衬底温度下所生 长薄膜的微观结构存在显著差异,从非晶硅到纳米晶硅转化的衬底温度阈值为200℃.薄膜中 氢的键合特征与薄膜的能带结构密切相关.氢化非晶硅薄膜具有较高的氢含量,因键合氢引 起的价带化学位移和低衬底温度决定的结构无序性,使薄膜呈现较大的光学带隙和带尾宽度 .升 关键词: 氢化纳米硅 螺旋波等离子体 能带结构  相似文献   

4.
刘伯飞  白立沙  魏长春  孙建  侯国付  赵颖  张晓丹 《物理学报》2013,62(20):208801-208801
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  相似文献   

5.
非晶硅太阳电池光照J-V特性的AMPS模拟   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
运用AMPS(Analysis of Microelectronic and Photonic Structures)模拟分析了TCO/p_a_SiC:H/i_a_Si:H/n_a_Si:H/metal结构的异质结非晶硅太阳电池中的p/i界面的价带失配以及TCO/p,n/metal界面接触势垒对电池光电特性的影响.分析总结了非晶硅基薄膜太阳电池中J-V曲线异常拐弯现象的种类和可能原因.  相似文献   

6.
张晓宇  张丽平  马忠权  刘正新 《物理学报》2016,65(13):138801-138801
利用半导体工艺和器件仿真软件silvaco TCAD(Technology Computer Aided Design),模拟研究了采用硅/硅锗合金(silicon/silicon germanium alloy,Si/Si_(1-x)Ge_x)量子阱结构作为吸收层的薄膜晶体硅异质结太阳电池各项性能.模拟结果显示,长波波段光学吸收随锗含量的增加而增加,而开路电压则因Si_(1-x)Ge_x)层带隙的降低而下降.锗含量为0.25时,短路电流密度的增加补偿了开路电压的衰减,效率提升0.2%.氢化非晶硅/晶体硅(a-Si:H/c-Si)界面空穴密度以及Si_(1-x)Ge_x)量子阱的体空穴载流子浓度制约着空穴费米能级的位置,进而影响到开路电压的大小.随着锗含量增加,a-Si:H/c-Si界面缺陷对开压的影响降低,Si_(1-x)Ge_x)量子阱的体缺陷对开压的影响则相应增加.高效率含Si_(1-x)Ge_x)量子阱结构的硅异质结太阳电池的制备需要a-Si:H/c-Si界面缺陷的良好钝化以及高质量Si_(1-x)Ge_x)量子阱的生长.  相似文献   

7.
报道了选用厚度为0.05mm的不锈钢箔作衬底,B掺杂P型氢化纳米硅作窗口层,制备成功开路电压和填充因子分别达到0.90V和0.70的nip非晶硅基薄膜单结太阳电池.UV VIS透射谱和微区Raman谱证实所用p层具有典型氢化纳米硅的宽能隙和含有硅结晶颗粒的微结构特征.明确指出导致这种氢化纳米硅能隙展宽的物理机制是量子尺寸效应.  相似文献   

8.
采用RF-PECVD系统在SOI材料上制作-Si:H TFT,纳米非晶硅薄膜厚度为98 nm,沟道长宽比为10 m/40 m。用扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等检测方法对不同退火温度下的氢化非晶硅薄膜形貌进行了表征。采用CMOS工艺、各向异性腐蚀溶液EPW、射频溅射技术和等离子体刻蚀等工艺实现-Si:H TFT的制作。在给出一般-Si:H TFT特性分析和实验结果的基础上,又采用建模方式对-Si:H TFT出现的负阻特性进行研究。提取纳米氢化非晶硅薄膜与栅氧化层界面处能带图的结果表明,在靠近漏端0.5 m范围内,漏压由6 V增加到30 V时,随漏压的增加,价带能量逐渐下降。研究结果表明,距离漏端0.5 m范围内的压降导致负阻特性产生。  相似文献   

9.
a—Si:O:H薄膜微结构及其高温退火行为研究   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
以微区Raman散射、X射线光电子能谱和红外吸收对等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备的氢化非晶硅氧(a-Si:O:H)薄膜微结构及其退火行为进行了细致研究。结果表明a-Si:O:H薄膜具有明显的相分离结构,富Si相镶嵌于富O相之中,其中富Si相为非氢化四面体结构形式的非晶硅(a-Si),富O相为Si,O,H三种原子随机键合形成的SiOx:H(x≈1.35)。经1150℃高温退火,薄膜中的H全部释出;SiOx:H(x≈1.35)介质在析出部分Si原子的同时发生结构相变,形成稳定的SiO2和SiOx(x≈0.64);在析出的Si原子参与下,薄膜中a-Si颗粒固相晶化的成核和生长过程得以进行,形成纳米晶硅(nc-Si),研究发现此时的薄膜具有典型的壳层结构,在nc-Si颗粒表面和外围SiO2介质之间存在着纳米厚度的SiOx(x≈0.64)中间相。  相似文献   

10.
p型纳米硅与a-Si:H不锈钢底衬nip太阳电池   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
报道了选用厚度为0.05mm的不锈钢箔作衬底,B掺杂P型氢化纳米硅作窗口层,制备成功开路电压和填充因子分别达到0.90V和0.70的nip非晶硅基薄膜单结太阳电池.UV-VIS透射谱和微区Raman谱证实所用p层具有典型氢化纳米硅的宽能隙和含有硅结晶颗粒的微结构特征.明确指出导致这种氢化纳米硅能隙展宽的物理机制是量子尺寸效应.  相似文献   

11.
王利  张晓丹  杨旭  魏长春  张德坤  王广才  孙建  赵颖 《物理学报》2014,63(2):28801-028801
将自行研制的具有优异陷光能力的掺硼氧化锌用作p-i-n型非晶硅太阳电池的前电极,并且将传统商业用U型掺氟二氧化锡作为对比电极.相比表面较为平滑的掺氟二氧化锡,掺硼氧化锌表面大类金字塔的绒面结构会在本征层生长过程中触发阴影效应,形成大量的高缺陷材料区和漏电沟道,进而恶化电池的开路电压和填充因子.在不修饰掺硼氧化锌表面形貌的情况下,通过调节非晶硅本征层的沉积温度来消弱高绒度表面形貌引起的这种不利影响,对应的电池开路电压和填充因子均出现提升.在仅有铝背电极的情况下,在本征层厚度为200 nm的情况下,以掺硼氧化锌为前电极的非晶硅太阳电池转换效率达7.34%(开路电压为0.9 V,填充因子为70.1%,短路电流密度11.7 mA/cm2).  相似文献   

12.
We report photoluminescence, EPR and ODMR studies of plasma hydrogenated LPCVD microcrystalline silicon thin films. Apart from the dangling bond EPR resonance which is similar to that observed in a-Si : H, and possibly the emission at 1.3 eV, we find emission bands and resonance signals quite unlike those observed in normal c-Si and a-Si : H. We conclude that μc-Si : H cannot be regarded purely as crystallites of pure silicon embedded in a matrix of a-Si : H.  相似文献   

13.
《Current Applied Physics》2015,15(11):1353-1357
The Al-doped ZnO (ZnO:Al) front transparent conducting oxide (TCO) for high efficiency Si thin-film solar cell has been developed using RF magnetron sputtering deposition and chemical wet etching. Microscopic surface roughness of the as-deposited ZnO:Al film estimated by spectroscopic ellipsometry is closely related to the compactness of the TCO film, and shown to be a straightforward and powerful tool to optimize the deposition conditions for the proper post-etched surface morphology. Wet-etching time is adjusted to form the U-shaped craters on the surface of the ZnO:Al film without sharp etch pits that can cause the crack-like defects in the overgrown microcrystalline Si-absorbing layers, and deteriorate the Voc and FF of the Si thin-film solar cells. That is to say, the nanoroughness control of the as-deposited TCO film with proper chemical etching is the key optimization factor for the efficiency of the solar cell. The a-Si:H/a-SiGe:H/μc-Si:H triple junction Si thin-film solar cells grown on the optimized ZnO:Al front TCO with anti-reflection coatings show higher than 14% conversion efficiency.  相似文献   

14.
报道了采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD) 制备高效率单结微晶硅电池和非晶硅/微晶硅叠层电池时几个关键问题的研究结果, 主要包括: 1)器件质量级本征微晶硅材料工艺窗口的确定及其结构和光电性能表征; 2)孵化层的形成机理以及减小孵化层的有效方法; 3)氢稀释调制技术对本征层晶化率分布及其对提高电池性能的作用; 4)高电导、高晶化率的微晶硅p型窗口层材料的获得, 及其对减小微晶硅电池p/i界面孵化层厚度和提高电池性能的作用等. 在解决上述问题的基础上, 采用高压RF-PECVD制备的单结微晶硅电池效率达8.16%, 非晶硅/微晶硅叠层电池效率11.61%.  相似文献   

15.
We report results obtained from measurements of optical transmittance spectra carried out on a series of silicon thin films deposited by plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD) from silane diluted with hydrogen. Hydrogen dilution of silane results in an inhomogeneous growth during which the material evolves from amorphous hydrogenated silicon (a-Si:H) to microcrystalline hydrogenated silicon (μc-Si:H). Spectral refractive indices and absorption coefficients were determined from transmittance spectra. The spectral absorption coefficients were used to determine the Tauc optical band gap energy, the B factor of the Tauc plots, E 04 (energy at which the absorption coefficient is equal to 104 cm−1), and the Urbach energy as a function of the hydrogen dilution. The results were correlated with microstructure, namely volume fractions of the amorphous and crystalline phase with voids, and with the grain size.   相似文献   

16.
The electroreflectance (ER) signal has been studied for the purpose of identifying the built-in field in practical amorphous silicon (a-Si∶H) solar cells. Through both theoretical and experimental considerations, it has been confirmed that the ER signal essentially comes from the light which is reflected at the back surface and hence experiences the internal electric field within thea-Si∶H layer. By analyzing the ER signal, which is really the back-surface reflected electroabsorption signal, the built-in potentialV bcan be evaluated. This method has been applied to various types ofp-i-n junctiona-Si solar cells.V bof a usual homojunction solar cell was about 0.85 V. Increases ofV bby 50≈130mV have been found in heterojunction solar cells constructed withp-type amorphous silicon carbide (a-SiC∶H) and/orn-type microcrystalline silicon (μc-Si) as compared with homojunctionp-i-n solar cells. Moreover, a clear dependence ofV bon the substrate materials has been observed. These experimental results are described in connection with cell performances.  相似文献   

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