1 武汉软件工程职业学院，湖北 武汉 430223
2 华中科技大学 激光加工国家工程研究中心，湖北 武汉 430074
利用1 064 nm MOPA光纤激光器对非晶硅薄膜太阳能电池制备工序中的激光清边工序进行了实验研究，探讨了激光器脉冲宽度、填充线间距、扫描速度等工艺参数对加工效果的影响。在脉冲宽度100 ns，重复频率80 kHz，填充线间距35 μm，输出功率比100%，扫描速度3 500 mm/s，光斑交叠比wx＝0.83，wy＝0.88的参数下，获得了清边区表面理想，电阻值＞1 000 MΩ的良好清边效果。
非晶硅薄膜太阳能电池 激光清边 工艺参数 a-Si∶H thin film solar cell laser edge cleaning processing parameters
运城学院 物理与电子工程系 , 山西 运城 044000
使用AFORS-HET软件模拟研究HIT太阳电池能带结构, 讨论了发射区p型反转层的形成及影响因素, 及其对电池性能的影响。结果表明: 在n型单晶硅内, 与p型非晶硅异质结界面处, 形成p型反转层;p-Si∶H的掺杂浓度可调节费米能级位置, 进而影响反转层的形成。HIT电池类似于p-n同质结电池, p型反转层作为太阳电池发射层, 对太阳电池的性能起决定性作用。
模拟 氢化非晶硅 反转 AFORS-HET AFORS-HET simulation HIT HIT a-Si∶H inversion
HIT结构的a-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池迎光面遮光损失大是限制其效率提升的瓶颈之一。设计并制备了银栅线/SiNx/c-Si(n+)/n-c-Si/a-Si∶H(i)/a-Si∶H(p+)/ITO/银栅线结构的双面太阳能电池。对制备的双面太阳能电池样品每一面的进光情况进行J-V、量子效率和Suns-Voc测试分析。研究结果表明, 该结构太阳能电池采用背结结构入光可获得比前结结构入光更高的短路电流密度, 从而获得更高的光电转换效率；当制绒后硅片厚度为160 μm时, 双面太阳能电池的短路电流密度最高, 为40.3 mA·cm-2, 优于HIT结构的最优值39.5 mA·cm-2 。
材料 双面太阳能电池 重掺杂c-Si背场 a-Si∶H/c-Si背结 短路电流密度 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 081602
采用RF-PECVD法在氩环境下制备了Ge掺杂a-Si∶H。将样品通过台阶仪、傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计以及Keithley 高阻仪进行分析测试, 研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、结构因子、光学带隙及光暗电导率的影响。实验表明: 薄膜沉积速率随掺杂量的增大而增大; 薄膜结构因子随掺杂量的增大而减小; 薄膜对可见光的吸收随掺杂量的增大出现红移, 光学带隙减小; 掺杂比例较低时, 薄膜光暗电导率变化不明显, 当GeH4量达20cm3/min时, 薄膜暗电导明显增大, 光暗电导比减小。
氢化非晶硅 锗掺杂 氩环境 a-Si∶H Ge doped PECVD PECVD Argon environment
浙江师范大学 材料物理系, 浙江 金华 321004
电流匹配和隧穿复合结是影响氢化非晶硅/氢化微晶硅叠层电池性能的两个关键因素。文章采用wxAMPS模拟软件研究了氢化非晶硅/氢化微晶硅叠层电池中顶电池与底电池的厚度匹配对电池短路电流的影响, 以及隧穿复合结的中间缺陷态密度和掺杂浓度对叠层电池性能的影响。研究发现当顶电池和底电池的本征层厚度分别为200和2000nm、中间缺陷态提高到1017cm-3·eV-1以上, 且掺杂浓度提高到5×1019cm-3时, 叠层电池获得最佳性能: 换效率为15.60%, 短路电流密度为11.68mA/cm2, 开路电压为1.71V。
非晶硅/微晶硅叠层电池 理论模拟 缺陷态密度 掺杂浓度 a-Si∶H/μc-Si∶H tandem solar cells theoretical simulation defect state density doping concentration
采用RF-PECVD法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜作为太阳电池窗口层。通过椭偏仪、Keithley 4200对所制备样品进行分析测试, 研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、消光系数、折射率、光学带隙及电导率等的影响。实验表明: 薄膜沉积速率随掺杂浓度升高先减小再增大; 薄膜消光系数、折射率及禁带宽度随掺杂浓度升高呈现先减小后增大再减小的现象; 电导率则先增大后减小再增大。
磷掺杂 电导率 光学性能 phosphorus-doped a-Si∶H a-Si∶H RF-PECVD RF-PECVD conductivity optical properties
采用射频磁控溅射的方法制备了微量硼掺杂氢化非晶硅薄膜, 对样品的光电导性能进行了研究。结果表明, 不同的硼掺杂量下, 氢化非晶硅薄膜透过率随掺杂量的增加而变大, 透过率曲线截止边红移; 吸收系数随着硼掺杂量的增加而增大; 薄膜的折射率随着波长的增加而下降, 同一波长下随着掺杂量的增加而增大, 在500nm波长处折射率达到4.2以上, 最大到4.6; 薄膜的交流电阻率在微量硼掺杂下随着硼掺杂量的增加先减小后增大。
硼掺杂 射频磁控溅射 氢化非晶硅 吸收系数 折射率 light-doped Boron RF magnetron sputtering method a-Si∶H film optical absorption coefficient refractive index
采用射频磁控溅射的方法制备了用于液晶光阀光导层的氢化非晶硅薄膜, 研究了工艺参数对氢化非晶硅薄膜透过率及光电导性能的影响。结果表明, 薄膜的沉积速率随着溅射功率和衬底温度的升高呈先增加后减小的趋势, 在衬底温度为300℃, 溅射功率为300W左右沉积速率达到最大, 在溅射2h后沉积速率随着溅射时间的增加而下降; 薄膜的光吸收系数随衬底温度的升高而增大, 随溅射功率的增加而减小; 交流电导率随衬底温度和溅射功率的升高而下降; 薄膜在可见光范围内透过率随着H分压的增大而增大, 且吸收边发生蓝移。
射频磁控溅射 氢化非晶硅 光吸收系数 透过率 RF magnetron sputtering method a-Si∶H film optical absorption coefficient transmission
采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制得氮化硅和氢化非晶硅薄膜，对PECVD设备中基板支撑梢区域的膜质进行了研究。结果显示基板支撑梢对氮化硅薄膜的影响是: 基板支撑梢区域的膜厚(沉积速率)高于非基板支撑梢区域，氢含量及［SiH/NH］值高于非基板支撑梢；对氢化非晶硅薄膜的影响是: 基板支撑梢区域的膜厚(沉积速率)小于非基板支撑梢区域，氢含量高于非基板支撑梢。并对成膜影响的机理进行了分析讨论。
等离子体增强化学气相沉积法 基撑梢 氮化硅膜 氢化非晶硅膜 傅里叶红外分析 PECVD silicon nitride thin films hydrogenated amorphous silicon(a-Si∶H)thin films FTIR
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054
以SiH4为先驱气体，采用低频等离子体增强化学气相沉积（LF-PECVD）方法在Si衬底上制备了氢化非晶硅（a-Si∶H）薄膜。在薄膜沉积过程中，工艺参数将会影响非晶硅薄膜的沉积速率和光学性能。通过反射式椭圆偏振光谱仪（SE）研究了SiH4气体流量、工作压强和衬底温度等条件对氢化非晶硅沉积速率和光学性质的影响。实验结果表明，氢化非晶硅沉积速率随着SiH4流量、工作压强和衬底温度的改变而规律地变化。相比于SiH4流量和工作压强，衬底温度对折射率、吸收系数和折射率的影响更大。各工艺条件下所制备的非晶硅薄膜光学禁带宽度在1.61~1.77eV。
氢化非晶硅 椭偏测量 沉积速率 光学常数 PECVD PECVD a-Si∶H spectroscopic ellipsometry deposition rate optical constants
