【摘 要】
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以RTCVD方法在低成本衬底—颗粒硅带(SSP)上制备了外延晶体硅薄膜电池.在20×20mm上得到的最高转换效率为7.4﹪,开路电压488mV,短路电流21.91mA/cm,填充因子0.697.外延晶体硅薄膜电池暗特性表明:晶体硅薄膜电池具有较高的饱和暗电流I和片并联阻R.外部量子效率(EQE)和内部量子效率(IQE)表明载流子收集率在长波方向比较低,量子效率最大值的波长范围大约在500nm.
【机 构】
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中国科学院广州能源研究所(广州) 中山大学物理系(广州)
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以RTCVD方法在低成本衬底—颗粒硅带(SSP)上制备了外延晶体硅薄膜电池.在20×20mm<2>上得到的最高转换效率为7.4﹪,开路电压488mV,短路电流21.91mA/cm<2>,填充因子0.697.外延晶体硅薄膜电池暗特性表明:晶体硅薄膜电池具有较高的饱和暗电流I<,02>和片并联阻R<,p>.外部量子效率(EQE)和内部量子效率(IQE)表明载流子收集率在长波方向比较低,量子效率最大值的波长范围大约在500nm.
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本文介绍了全铝背场对于提高单晶硅电池转换效率的作用.我们在单晶硅电池工中应用了这一技术,发现在烧铝后电池背面出现了大小不同导电或不导电黑圈(氮化铝或刚玉),极大的影响了背电极接触,使电池效率降低.通过改善工艺条件,我们消除了这一现象,使电池的填充因子提高,开路电压提高,电池的平均效率提高到12-14﹪(4000片/每批).
本文设计制作了适合空间电源用的复合结构的MIp-AlGaAs/p-n-n-GaAs太阳电池.制作过程中,通过引入固定负电荷,建立表面感应结,有效提高电池的开路电压近10﹪以上.电子辐照实验结果表明该电池的耐辐照性能较好,其临界注量较AlGaAs/GaAs电池提高近1个数量级.300℃、30min的等时退火可使电池效率恢复到85﹪以上.
用VHF-PECVD技术沉积了一系列样品,用Keithly公司642静电计和惠普公司的8520数字多用表测试了它们的光电特性.研究光电特性和光致变化与沉积的关系.我们发现,适当增大气压可以提高沉积速率,微量硼杂可以显著提高薄膜的稳定性.在沉积速率达到3A/s的前提下,光暗电导比可达到10,光电导的光致衰退幅度可控制在10﹪以内.
本文研究了用高压低温法制备的硅材料的性能.对制备的条件进行了实验研究,在不同的温度条件下制备了硅材料,获得了最佳的制备条件.用XRD分析了材料的物相结构;阿基米德法测量了制备材料的密度;对材料的电阻率也进行了测量.结果表明:用高压方法制备的硅材料具有较好的机械强度及较高的材料密度;可以用作硅薄膜的衬底材料;600℃温度下烧结可以获得无氧化的硅材料.
采用热丝技术研究了在氢稀释度R=90﹪、98﹪及99﹪条件下玻璃衬底上硅的成核情况.在成核初期,氢稀释度为98﹪和99﹪条件下成核密度比90﹪高;在相同的氢稀释条件下生长20分钟后,低成核密度的样品对应较大的晶粒,薄膜粗糙度大;讨论了成核及生长的关系.
纳米薄膜是具有纳米微结构的薄膜材料,其结构可从几纳米至0.1微米,可由多种方法得到,如:RF方法、PECVD方法.薄膜的结构特点是:由纳米晶粒和晶粒间具有无序结构成分的界面组织组成.加氢纳米晶硅有高的电导率,高的载流子迁移率,以及发光的蓝移,以及不同于普通薄膜的电流-电压特性.这些新特性都与其量子效应有直接的关系.
将等离子体引入热丝化学气相沉积(HWCVD),制备了多晶硅薄膜,通过Raman散射、XRD、红外吸收谱等手段研究了薄膜结构性质.结果表明,与单纯的热丝技术相比,等离子体助热丝CVD技术(PE-HWCVD)在一定条件下有助于薄膜的晶化和提高薄膜均匀性,增加薄膜致密度,降低薄膜中由于后氧化引入的氧含量.Auger谱研究表明等离子体的引入大大降低了硅化物在高温热丝表面的形成.
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