a-Si:H结的横向光生伏特效应

本文通过理论分析研究了a-Si:H结中横向光生伏特效应的定态与瞬态特性。所得结果表明理论与实验非常符合。值得注意的是,按理论关系应用常规不掺杂a-Si:H特性值估算的两个重要参数(样品中的薄层电阻1/σ_s和传输时间T_m)均比由实验得出的值大得多。基于合理的分析。我们认为在a-Si:H层中平行于结输运的电子可能具有异乎寻常高的载流子迁移率。 关键词：     

非晶态半导体超晶格中的纵声学声子折叠效应

报道用喇曼散射技术对a-Si:H/a-SiN:H和a-Si:H/a-SiC:H两种周期性超晶格中纵声学声子折叠模的系列研究结果。获得了a-Si:H/a-SiC:H超晶格的纵声学声子折叠谱。并用弹性连续介质模型对折叠纵声学声子的色散关系进行了理论计算,其结果与实验值符合得很好。同时,对布里渊区中心频隙的存在做了简单的讨论。 关键词：     

非晶Si1-x Gex:H薄膜太阳能电池研究

运用AMPS- ID程序研究了a-SiC:H/a-Si1-rGer:H/a-Si:H薄膜太阳能电池的光电特性.分析了a-SiC:H/a-Si1-xGes:H/a-Si:H薄膜太阳能电池短路电流、断路电压、填充因子和光电转化效率随Ge成分(或含量)x和a-Si1-sGes:H层厚度的变化.计算结果表明x=0.1和a-Si1-xGex:H厚度h=340 nm时,转化效率达到最大值 9.19％.另外,讨论了各种因素对太阳能电池性能的影响.     

钙钛矿/硅叠层太阳电池中平面a-Si:H/c-Si异质结底电池的钝化优化及性能提高

最近,旋涂法制备的钙钛矿/平面硅异质结高效叠层太阳电池引起人们广泛关注,主要原因是相比于绒面硅衬底制备的钙钛矿/硅叠层太阳电池,其制备工艺简单、制备成本低且效率高.对于平面a-Si:H/c-Si异质结电池, a-Si:H/c-Si界面的良好钝化是获得高转换效率的关键,进而决定了钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的性能.本文主要从硅片表面处理、a-Si:H钝化层和P型发射极等方面展开研究,通过对硅片表面的氢氟酸(HF)浸泡时间和氢等离子体预处理气体流量、a-Si:H钝化层沉积参数、钝化层与P型发射极(I/P)界面富氢等离子体处理的综合调控,获得了相应的优化工艺参数.对比研究了p-a-Si:H和p-nc-Si:H两种缓冲层材料对I/P界面的影响,其中高电导、宽带隙的p-nc-Si:H缓冲层既能够降低I/P界面的缺陷态,又可以增强P型发射层的暗电导率,提高了前表面场效应钝化效果.通过上述优化,制备出最佳的P-type emitter layer/aSi:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)/N-type layer (inip)结构样品的少子寿命与implied-Voc分别达到2855μs和709 mV,表现出良好的钝化效果.应用于平面a-Si:H/c-Si异质结太阳电池,转换效率达到18.76%,其中开路电压达到681.5 mV,相对于未优化的电池提升了34.3 mV.将上述平面a-Si:H/c-Si异质结太阳电池作为底电池,对应的钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的开路电压达到1780 mV,转换效率达到21.24%,证明了上述工艺优化能够有效地改善叠层太阳电池中的硅异质结底电池的钝化及电池性能.     

a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池 J-V 曲线的 S-Shape 现象

通过异质结界面分析与 AMPS 模拟计算研究了 a-Si:H/c-Si 异质结太阳电池在低温工作、a-Si:H 层低掺杂、高价带补偿以及高界面态时光态 J-V 曲线出现 S-Shape 现象的物理过程,总结了 S-Shape 现象的物理原因.分析结果表明,当空穴输运受到界面势垒的限制时,空穴在 c-Si 界面附近聚集,能带重新分配,c-Si 耗尽区的电场减小,更多的电子从 c-Si 准中性区反转至 c-Si 界面及耗尽区与空穴复合,复合速率显著增大,光电流的损失显著增大,光态 J-V< 关键词： 模拟 异质结太阳电池 a-Si:H/c-Si 异质结     

异质结太阳电池中非晶钝化层的分光椭偏分析

采用分光椭偏(SE)测试技术研究晶体硅(c-Si)异质结太阳电池用氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜钝化层的性能。采用有效媒介理论为基础进行分层多相拟合,研究了a-Si:H/c-Si界面层内部的缺陷散射周期(St)、a-Si:H体内孔隙率以及薄膜介电函数峰值随基底温度的变化规律。通过与傅里叶红外转换光谱计算得到的微结构数据对比,发现界面层的St与薄膜内部Si H和Si H2含量相关。依据高分辨率透射电镜(TEM)下呈现的形貌特征、有效少子寿命和异质结的implied开路电压等参数的辅助证明,确定SE技术作为一种有效的光学表征手段,能准确快速地判断a-Si:H对c-Si表面的钝化性能,继而定量给出适合晶体硅异质结太阳电池高质量a-Si:H钝化层生长的最优参数。     

原位等离子体逐层氧化a-Si:H/SiO2多层膜的光致发光研究

采用在等离子体增强化学汽相沉积系统中沉积a-Si:H和原位等离子体逐层氧化的方法制备a-Si:H/SiO2多层膜.改变a-Si:H层的厚度，首次在室温下观察到来自a-Si:H/SiO2多层膜较强的蓝色光致发光和从465到435nm的蓝移.x射线能谱证明，SiO2层是化学配比的SiO2；C-V特性表明，a-Si:H/SiO2界面得到了很好的钝化；透射电子显微镜表明，样品形成了界面陡峭的多层结构.结合光吸收谱和光致发光谱的研究，对其发光机理进行了讨论.用一维量子限制模型对光致发光峰随着a-Si:H层厚度的减小 关键词： a-Si:H/SiO2多层膜 光致发光     

双面HIT太阳电池TCO与非晶硅界面势垒的模拟优化

采用美国滨州大学研发的AMPS-1D软件,模拟了TCO与非晶硅界面势垒对TCO/a-Si:H(p+)/a-Si:H(i)/c-Si(n)/a-Si:H(i) /a-Si:H(n+)/TCO双面HIT异质结太阳电池光伏特性的影响.结果表明太阳电池的TCO/p+前接触界面势垒(对于电子)越高,越易形成欧姆接触,且电池的短波响应增强,使电池性能变好.模拟还发现,n+/TCO背接触界面势垒(对于电子)越低,电池性能越好.若背场重掺杂,在背接触势垒小于等于0.5 eV时,电池的转换效率不会受到背接触势垒的影响;若背场低掺杂,在背接触势垒很小的情况下,也能达到与重掺杂相同的转换效率.     

Au/a-Si:H界面X射线光电子能谱和俄歇电子能谱研究

采用x射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)对Au/a-Si:H界面进行了研究。实验表明,Au/a-Si:H界面最初形成过程是以金属团生长形式出现,当Au淀积量超过一定值后,Au和Si开始互扩散并进行化学反应,结果形成Au-Si互溶区。利用光发射方法证实,热处理Au/a-Si:H界面导致淀积膜中Si岛形成。 关键词：     

后退火增强氢化非晶硅钝化效果的研究

在本征氢化非晶硅(a-Si:H(i))/晶体硅(c-Si)/a-Si:H(i)异质结构上溅射ITO时, 发现后退火可大幅增加ITO/a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)的少子寿命(从1.7 ms到4 ms). 这一增强效应可能的三个原因是: ITO/a-Si:H(i)界面场效应作用、退火形成的表面反应层影响以及退火对a-Si:H(i)材料本身的优化, 但本文研究结果表明少子寿命增强效应与ITO和表面反应层无关; 对不同沉积温度制备的a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)异质结后退火的研究表明: 较低的沉积温度(<175 ℃)后退火增强效应显著, 而较高的沉积温度(>200 ℃)后退火增强效应不明显, 可以确定“低温长高温后退火”是获得高质量钝化效果的一种有效方式; 采用傅里叶红外吸收谱(FTIR)研究不同沉积温度退火前后a-Si:H(i)材料本身的化学键构造, 发现退火后异质结少子寿命大幅提升是由于a-Si:H(i)材料本身的结构优化造成的, 其深层次的本质是通过材料的生长温度和退火温度的优化匹配来控制包括H含量、H键合情况以及Si原子无序性程度等微观因素主导作用的一种竞争性平衡, 对这一平衡点的最佳控制是少子寿命大幅提升的本质原因.     

用热激电导谱确定非晶态半导体能隙态密度的研究

本文用较完整的热激电导理论分析方法,处理非晶态半导体的热激电导谱,获得a-Si:H薄膜和a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中能隙上半部缺陷态密度的分布。其结果与用Fritzsche的理论分析方法获得的态密度分布一致。进一步比较了两种处理方法的主要特点,讨论了它们的特征参量,最大热发射能级E_m与准费密能级E_q之间的关系。结果证明,a-Si:H热激电导的分析应用弱复合情况处理,热激载流子的再俘获不能忽略。表明Gu等人的理论分析进一步改进了对非晶态半导体热激电导谱的处理。 关键词：     

Aluminium-induced crystallization of amorphous silicon films deposited by DC magnetron sputtering on glasses

Amorphous silicon (a-Si) and hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films were deposited by DC magnetron sputtering technique with argon and hydrogen plasma mixture on Al deposited by thermal evaporation on glass substrates. The a-Si/Al and a-Si:H/Al thin films were annealed at different temperatures ranging from 250 to 550 °C during 4 h in vacuum-sealed bulb. The effects of annealing temperature on optical, structural and morphological properties of as-grown as well as the vacuum-annealed a-Si/Al and a-Si:H/Al thin films are presented in this contribution. The averaged transmittance of a-Si:H/Al film increases upon increasing the annealing temperature. XRD measurements clearly evidence that crystallization is initiated at 450 °C. The number and intensity of diffraction peaks appearing in the diffraction patterns are more important in a-Si:H/Al than that in a-Si/Al layers. Results show that a-Si:H films deposited on Al/glass crystallize above 450 °C and present better crystallization than the a-Si layers. The presence of hydrogen induces an improvement of structural properties of poly-Si prepared by aluminium-induced crystallization (AIC).     

用正电子湮没技术研究a-Si:H/a-SiNx:H多层膜中的界面缺陷

本文报道应用正电子湮没技术(PAT)对a-Si:H/a-SiN_x:H(x≈0.5)多层膜系列样品所进行的研究。发现,由于a-Si:H和a-SiN_x:H在结构方面的失配,导致在a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜中的界面区,产生大量缺陷。在a-Si:H子层中,紧靠界面的是应变层,厚度约为8?;在应变层之后是过渡层,厚度约为50?。在过渡层中存在大量缺陷,这就是所谓界面缺陷。 关键词：     

Photoluminescence of very thin oxide/a-Si:H structures passivated in HCN solutions

In this contribution we present new experimental facts concerning evolution of the a-Si:H photoluminescence (PL) spectra, recorded at 6 K, induced by both formation of very thin oxide layer in the surface region of the semiconductor by nitric acid solutions and passivation of a-Si:H defect states using HCN aqueous solutions. a-Si:H layers were deposited on both n-type of crystalline Si and the Corning glass. The analysis of the set of PL spectra - their interpretation - indicates that two explanations of blue shifts of the PL band maxima are possible. The first is connected with formation of several structurally different a-Si:H-based phases inside the amorphous matrix and/or with the Street model of recombination of localized electron-hole pairs coupled with the optical phonon in Si.Additionally, as it was stated, the wet chemical oxidation of 1 μm thick a-Si:H layers deposited on the glass can induce formation of hydrogenated micro-sized a-Si grains. Passivation procedure performed in the HCN solution can transform an equivalent part of the a-Si:H semiconductor to a-Si:CN. If the multiphase model is accepted for interpretation of the PL spectra then the following main PL transitions related with different phases were observed: 1.20, 1.25, 1.38, 1.41, 1.44, and 1.48 eV.     

a-Si ∶H/SiO2多量子阱材料制备及其光学性能和微结构研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱结构材料.对a-Si ∶H/SiO₂多量子阱样品分别进行了3种不同的热处理,其中样品经1100 ℃高温退火可获得尺寸可控的nc-Si:H/SiO₂量子点超晶格结构,其尺寸与非晶硅子层厚度相当.比较了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱材料与相同制备工艺条件下a-Si ∶H材料的吸收系数,在紫外/可见短波段前者的吸收系数明显增大,光学吸收边蓝移,说明该材料 关键词： 多量子阱 量子限制效应 光学吸收 能带结构     

激光限制结晶技术制备nc-Si/SiO2多层膜

在等离子体增强化学气相淀积系统中，采用aSi:H层淀积和原位等离子体氧化相结合的逐层生长技术制备了aSi:H/SiO_2多层膜.在激光诱导限制结晶原理基础上，使用KrF准分子脉冲激光为辐照源，对aSi:H/SiO_2多层膜进行辐照，使纳米级厚度的aSi:H子层晶化.Raman散射谱和电子衍射谱的结果表明，经过激光辐照后纳米Si颗粒在原始的aSi:H子层内形成，晶粒尺寸可以根据aSi:H层的厚度精确控制.还研究了样品的光致发光（PL）特性以及激光辐照能量密度对PL性质的影响. 关键词： 脉冲激光 多层膜 限制结晶     

Elastic properties of semiconductor a-Si:H/a-SiNx:H quasiperiodic and periodic superlattices

Surface Rayleigh acoustic waves and related elastic properties of quasiperiodic and periodic modulated a-Si:H/a-SiN_x:H superlattices have been studied by means of a light-scattering technique. Changes in the phase velocity of the surface Rayleigh acoustic waves as a function of sublayer (a-Si:H) thickness are interpreted using an effective medium model. Despite the existence of structural mismatch in the bond-length and coordination number and of structural disorder in the bond-angle for Si-N and Si-Si, no appreciable discrepancy between the measured results and the theoretical predictions has been found.