有机太阳能电池的研究进展

作为一种成本低廉、工艺简单、可柔性加工的储能器件技术,有机太阳能电池已经成为新型太阳能电池领域的重要发展方向。解决活性层材料的设计、入射光调控结构的应用及传输层界面的修饰问题,提升光电转化效率是目前有机太阳能电池的研究热点。综述了有机太阳能电池的研究进展,包括有机太阳能电池的设计与制备、界面缓冲材料设计及给体/受体材料改性研究,并展望了有机太阳能电池未来的发展方向。     

氧化态对锗衬底表面质量的影响

锗衬底主要用于制备砷化镓太阳电池,在航天器电源及地面聚光太阳电池系统中有着广泛的应用。为进一步提高电池转换效率,对锗衬底的表面质量提出了更高的要求。研究了HF/H₂O₂/H₂O清洗液体系中氧化剂H₂O₂体积分数对锗衬底及外延片表面质量的影响。随着氧化反应的不断进行,在锗衬底表面形成一层非晶态不溶性GeO_x薄膜,从而实现了锗衬底较好的钝化和更加稳定的表面终结,并通过外延生长进行了工艺验证。通过高分辨率X射线光电子能谱(XPS)对锗衬底表面氧化态进行测试及分峰拟合并模拟计算,当1.22O₂/H₂O清洗液钝化效果较好。     

硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程北大核心

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。     

清洗工艺对锗外延片表面点状缺陷的影响

锗外延片表面的雾、水印及点状缺陷等会影响太阳电池的性能和成品率,其中点状缺陷出现的比例最高。研究了锗抛光片清洗工艺对外延片表面点状缺陷的影响,获得了无点状缺陷、低粗糙度及高表面质量的锗单晶片。采用厚度为175μm p型<100>锗单面抛光片进行清洗试验,研究了SC-1溶液的不同清洗时间、清洗温度和去离子水冲洗温度对锗抛光片外延后点状缺陷的影响,分析了表面SiO_2残留和锗片表面粗糙度对外延片表面点状缺陷的影响。结果表明点状缺陷主要是由于锗单晶抛光片表面沾污没有彻底清洗干净以及清洗过程中产生新的缺陷造成的。采用氢氟酸溶液浸泡、SC-1溶液低温短时间清洗结合低温去离子水冲洗后的锗抛光片进行外延,用其制备的太阳电池光电转换效率由原来的25%提高到31%。