Al纳米颗粒增强微晶硅薄膜太阳电池光吸收的模拟研究

利用价格低廉、性能优良的金属纳米颗粒增强太阳电池的光吸收具有广阔的应用前景. 通过建立三维数值模型, 模拟了微晶硅薄膜电池前表面周期性分布的Al纳米颗粒阵列对电池光吸收的影响, 并对其结构参数进行了优化. 模拟结果表明: 对于球状Al纳米颗粒阵列, 影响电池光吸收的关键参数是周期P与半径R的比值, 或者说是颗粒的表面覆盖度; 当P/R=4–5时, 总的光吸收较参考电池提高可达20%. 与球状颗粒相比, 优化后的半球状Al纳米颗粒阵列可获得更好的陷光效果, 但后者对颗粒半径R的变化较敏感. 另外, 结合电场分布, 对电池光吸收增强的物理机理进行了分析.     

Effect of substrate temperature on microstructure and optical properties of single-phased Ag20 film deposited by using radio-frequency reactive magnetron sputtering method

Using a radio-frequency reactive magnetron sputtering technique, a series of the single-phased Ag20 films are deposited in a mixture of oxygen and argon gas with a flow ratio of 2：3 by changing substrate temperature （Ts）. Effects of the Ts on the microstructure and optical properties of the films are investigated by using X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and spectrophotometry. The single-phased Ag20 films deposited at values of Ts below 200℃ are （111） preferentially oriented, which may be due to the smallest free energy of the （111） crystalline face. The film crystallization becomes poor as the value of Ts increases from 100℃ to 225℃. In particular, the Ag20 film deposited at Ts=225℃ loses the （111） preferential orientation. Correspondingly, the film surface morphology obviously evolves from a uniform and compact surface structure to a loose and gullied surface structure. With the increase of Ts value, the transmissivity and the reflectivity of the films in the transparent region are gradually reduced, while the absorptivity gradually increases, which may be attributed to an evolution of the crystalline structure and the surface morphology of the films.     

椭圆偏振技术研究VHF-PECVD高速沉积微晶硅薄膜的异常标度行为

采用VHF-PECVD技术高速沉积了不同生长阶段的微晶硅薄膜，通过椭圆偏振技术研究了生长过程中微晶硅薄膜表面粗糙度的演化.实验结果表明，沉积气压P_g=300 Pa时，β=0.81，其超出标度理论中β最大值为0.5范围，出现异常标度行为.这表明微晶硅薄膜高速生长中还存在其他粗糙化增加的因素，此粗糙化增加的因素与阴影作用有关. 关键词： 微晶硅薄膜 椭偏光谱法 生长机制 表面粗糙度     

上转换太阳电池的数值模拟

采用细致平衡原理,将太阳,环境作为辐射体,只考虑电池辐射复合,建立了太阳电池的模型。通过模拟,得出单结太阳电池的极限效率为31%,当使用上转换器时,单结电池的极限效率增至47.3%;对于双结电池,当顶电池带隙宽度为1.7 eV,底电池带隙宽度从1.1 eV变化到1.5 eV,模拟的最大效率为39.9%,有上转换器最大时效率提高到了47.4%。     

分步法高速沉积微晶硅薄膜

为提高微晶硅薄膜的纵向结晶性能, 在甚高频等离子体增强化学气相沉积技术的基础上, 采用过渡参数缓变和两步法相结合的方法在普通玻璃衬底上高速沉积薄膜. 当功率密度为2.1 W/cm², 硅烷浓度在6%和9.6%之间变化时, 从薄膜方向和玻璃方向测算的Raman晶化率的差异维持在2%以内. 硅烷浓度为9.6%时, 薄膜沉积速率可达3.43 nm/s, 从薄膜方向和玻璃方向测算的Raman晶化率分别为50%和48%, 差异的相对值仅为4.0%. 合理控制过渡阶段的参数变化, 可使两个方向的Raman晶化率差值下降到一个百分点. 表明采用新方法制备薄膜, 不仅可以抑制非晶孵化层的形成, 改善微晶硅薄膜的纵向结构, 还为制备优质薄膜提供了较宽的参数变化空间. 关键词： 微晶硅薄膜 非晶孵化层 高速沉积 甚高频等离子体增强化学气相沉积     

Microstructure and Optical Properties of AgxO Prepared by Direct-Current Magnetron-Sputtering Method

Two series of AgxO films are prepared on glass substrates by dc magnetron-sputtering method at room temperature and 90℃ under different oxygen to argon gas ratio （OAR） conditions. The mierostrueture is investigated by XRD and SEM in order to obtain the information on the component evolution of AgO＋Ag2O to Ag2O. Its optical properties are investigated by reflectance and absorption spectroscopy to extract the information on metallic and dielectric behaviour evolution of Ag2O, AgO and silver particles and the interband transition. The results indicate that the AgxO film prepared at room temperature is mainly made up of AgO and Ag2 O clusters while Ag2O is the primary component of AgxO prepared at 90℃. The AgxO film mainly consisting of the primary component shows indirect interband transition structure occurring at 2.89eV. Combination of increasing OAR and substrate temperature is an effective method to lower the threshold of thermal decomposition temperature of AgxO and to deal with the bottleneck of short-wavelength optical and magneto-optieM storage.     

常规退火与光退火固相晶化的对比

为研究传统炉子退火与光退火固相晶化的不同特点，用石英玻璃作衬底，在室温、350℃和450℃下用PECVD法直接沉积非晶硅（a—Si：H）薄膜，把沉积的样品分别在850℃下用传统炉子退火3h、用光快速热处理（RTP）5min，然后用Raman、XRD和SEM分析对比，发现传统炉子退火后的晶粒分布不均匀，光退火后的晶粒分布均匀。XRD分析发现两种方法晶粒尺寸均为30nm左右。     

非晶硅薄膜的快速热退火机理研究

采用RTA方法对PECVD沉积的a-S i:H薄膜进行固相晶化是近年来发展起来的一种制备多晶硅薄膜的新方法。通过研究不同退火工艺条件对薄膜结构的影响,来揭示快速热退火机理。研究表明短波长光(≤730nm)的量子效应在晶化过程中可能起着至关重要的作用。     

电子束蒸发制备ZnO:Al透明导电膜及其性能研究

在本实验中我们利用电子束蒸发方法在玻璃衬底上制备了ZnO:A l透明导电膜,并对所得样品在400℃下进行了退火处理。利用扫描电子显微镜观察了样品的表面形貌,利用分光光度计分析了样品的光学性质,结果表明所得样品在可见光范围具有较好的透光性。利用四探针对其进行了电学性质的测量,表明衬底温度为200℃时制备的样品电阻率可达6×10-3Ω.cm。     

多孔硅形成机理的逆结晶学模型

本文概述了多孔硅形成机理和现有模型。通过观察和分析多晶多孔硅化学腐蚀机理提出了一个新模型：多孔硅形成机理的逆结晶学模型。这个模型指出多晶多孔硅均匀形貌具有自选择性，而此自选择性受结晶学原理控制。此模型的提出对研究晶体生长有用。