国家自然科学基金(50802118)
- 作品数：18 被引量：53H指数：4
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- 外延晶体硅薄膜太阳电池的器件模拟及性能优化的研究被引量：6
- 2012年
- 由于晶体硅薄膜太阳电池兼有晶体硅太阳电池高效、性能稳定和薄膜电池低成本的优点,是最有可能取代现有晶体硅太阳电池技术的下一代薄膜电池技术.本文利用PC1D软件对外延晶体硅薄膜太阳电池进行了器件模拟.为了使模拟更接近真实的情况,我们采用了更符合实际情况的器件结构和参数设置.在此基础上,全面系统地研究了背表面场(back surface field,BSF)层、基区和发射区参数、晶体硅活性层电学质量、电池表面钝化情况、电池内部复合情况和pn结漏电情况等对外延晶体硅薄膜太阳电池光电性能的影响.在影响外延晶体硅薄膜太阳电池效率的众多因素中,辨认出对电池效率影响幅度最大的3个参数依次是基区少子扩散长度、二极管暗饱和电流和正表面复合速度.通过模拟还发现,基区不是越厚越好,基区厚度的选择必须要考虑基区少子扩散长度的值.当基区少子扩散长度较小时,基区的最佳厚度应小于或等于基区少子扩散长度;当基区少子扩散长度较大时,基区少子扩散长度应至少是最佳基区厚度的2倍.此外,本文不但对模拟结果的现象进行了描述,还深化解释了其变化的物理机制.由于外延晶体硅薄膜太阳电池在器件结构上与晶体硅太阳电池具有很大的相似性,所以本文的结论在某种程度上对晶体硅太阳电池特别是当下研究最热门的薄硅片太阳电池也是适用的.
- 艾斌张勇慧邓幼俊沈辉
- 关键词：太阳电池
- 硅片不同表面钝化工艺的稳定性研究被引量：2
- 2014年
- 研究分析了热氧化钝化,用PECVD双面沉积SiNx:H膜钝化以及碘酒钝化三种表面钝化工艺的稳定性,通过WT-2000少子寿命测试仪对采用这三种钝化工艺的单晶硅片,多晶硅片以及物理提纯硅片在暗条件不同储存时间的少子寿命进行测量,分析得到三种表面钝化工艺的效果以及稳定性。研究结果表明:碘酒钝化效果好,用PECVD双面沉积SiNx:H膜钝化和热氧化钝化稳定性好。
- 曾湘安艾斌邓幼俊沈辉
- 关键词：表面钝化稳定性少子寿命硅片
- 惯性参照系之间的时空变换及其唯一性问题
- 2009年
- 在狭义相对论的框架下,论述了在时空间隔保持不变的条件下,两个作相对运动的惯性参照系之间的时空变换一定是唯一的,而且这个唯一的变换就是洛伦兹变换。如果不考虑惯性参照系之坐标轴的平移与转动自由度问题,由时空间隔保持不变这一条件就直接得到了通常形式的洛伦兹变换。
- 冯胜奇
- 关键词：惯性参照系唯一性
- 高温退火对物理提纯多晶硅位错密度及其电学性能的影响被引量：5
- 2010年
- 对纯度约为99.999%的物理提纯多晶硅片进行不同高温退火工艺热处理,经机械抛光和表面刻蚀后再用扫描电子显微镜(SEM)观察硅片内部位错密度变化情况,并通过WT2000少子寿命测试仪和双电四探针测试仪测试其少子寿命和电阻率变化情况.结果表明,在1100～1400℃之间退火6h的情况下,随着退火温度的升高,物理提纯多晶硅片内部位错密度逐渐减小甚至消失,然而硅片少子寿命和电阻率等电学性能不但没有随着位错密度的减小而提高,反而呈现逐渐降低的趋势.这一现象说明对于杂质含量高的低纯度物理提纯多晶硅片来说,位错密度并不是影响材料对载流子复合性能高低的决定性因素,高含量的杂质以及杂质在晶体内部造成的微缺陷(包括间隙态或替位态杂质以及纳米级杂质沉淀)才是决定其少子寿命等电学性能的主要因素.
- 徐华毕洪瑞江沈辉
- 关键词：高温退火位错密度少子寿命
- 在群论框架下电子三重态与声子耦合的理论研究被引量：19
- 2011年
- 本文基于绝热近似和群论导出了电声耦合系统的哈密顿量的一般形式,讨论了电声耦合系统中的电子算符和活跃的声子模式.应用幺正平移变换和能量最小化方法,进一步计算了正四面体群下T(e+t2)杨-泰勒系统中的激发态能量,从对称性的角度分析了T1电子态的能级分裂以及晶格体系的对称性破缺,得出了对称性的破缺方式和电声耦合系统密切相关的结论.结果表明:通过群论与对称性分析完全可以定性地解释由于电声耦合所造成的简并电子态的能级分裂,在某些情况下还可以给出分裂后的基态与激发态的对称性.
- 冯胜奇方海邱庆春
- 关键词：电声耦合
- 选择性发射极晶体硅太阳电池的二维器件模拟及性能优化被引量：7
- 2014年
- 利用PC2D二维模拟软件对选择性发射极晶体硅太阳电池(SE电池)进行了器件模拟和参数优化的研究.在对丝网印刷磷浆法制备的SE电池的实测典型电流-电压曲线实现完美拟合的基础上,全面系统地研究了栅线、基区、选择性发射区和背表面场层等的参数对电池性能的影响.模拟表明:基区少子寿命、前表面复合速度和背表面复合速度是对电池效率影响幅度最大的三个参数.在所研究的参数范围内,当基区少子寿命从50μs上升到600μs时,电池效率从18.53%上升到19.27%.低的前表面复合速度是使发射区方块电阻配比优化有意义的前提.要取得理想的电池效率,背表面复合速度需控制在500 cm/s以下.此外,对于不同的前表面复合速度,电池效率的最大值总是在50—90Ω/□的重掺区方阻、110—180Ω/□的轻掺区方阻的范围内取得.对不同的栅线数目,重掺区宽度与栅线间距之比为32%时,电池的效率最高.另外,在主栅结构保持较低面积比率的前提下,主栅数目的增加也可提高效率.最后,通过优化p型SE电池的效率可达到20.45%.
- 贾晓洁艾斌许欣翔杨江海邓幼俊沈辉
- 关键词：选择性发射极参数优化太阳电池
- RTCVD沉积在石英衬底上的多晶硅薄膜的生长习性被引量：2
- 2010年
- 使用快速热化学气相沉积(RTCVD)系统在石英衬底上制备了多晶硅薄膜,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对其微结构进行了研究.XRD谱显示单个很强的(220)衍射峰,说明多晶硅薄膜表面具有<110>择优取向.表面SEM照片表明多晶硅薄膜的表面由大量尺寸不等的多边棱锥形晶粒组成,断面SEM照片则说明多晶硅薄膜内的晶粒沿垂直于衬底的方向柱状生长.TEM结果进一步揭示了多晶硅薄膜内存在包括一次孪晶、二次孪晶以及三次以上的高次孪晶在内的大量孪晶.以上实验结果无法用对常压化学气相沉积(APCVD)法制备多晶硅薄膜的生长习性的传统观点解释,但是却可以由Ino等人提出的关于面心立方金属薄膜中高次孪晶形成和发展的模型很好的解释.根据以上实验结果和Ino的模型,认为RTCVD在石英衬底上沉积多晶硅薄膜的成核、生长是以形成高次孪晶粒子为基础的,然后这些高次孪晶粒子以岛状生长的模式连成薄膜.
- 艾斌刘超梁学勤沈辉
- 关键词：多晶硅薄膜晶体生长
- 具有T_d对称性构型的C_4^(2+)分子的Tt_2系统的杨-泰勒效应分析被引量：1
- 2011年
- 依据杨-泰勒效应理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了具有Td对称性构型的C42+分子的Tt2系统的杨-泰勒效应.利用幺正平移变换将这一系统变换到了无声子激发的空间中,由此计算出了杨-泰勒畸变之后系统的基态与激发态及其能量.利用群论进一步探讨了C42+分子的杨-泰勒畸变方向与能级分裂.结果表明,由于电声耦合作用的缘故,在系统的势能面上形成了4个对称性为C3v的势阱.无论系统处在哪一个势阱中,系统的三重简并的能级都会分裂成两条能级,其中一条非简并的能级是系统的基态,另一条二重简并的能级是系统的激发态.C42+分子的杨-泰勒畸变方向是Td→C3v,其能级T2的分裂方式为T2→A1+E.而且系统的能级分裂大小会随着其电声耦合强度的增大而增大.
- 冯胜奇
- 关键词：电声耦合哈密顿量能级分裂
- C_4^(2+)分子的E_g b_(1g)系统的Jahn-Teller效应及其各向异性现象
- 2011年
- 依据Jahn-Teller效应理论与量子理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了C42+分子的Eg b1g系统的Jahn-Teller效应及其各向异性现象,构建了Eg b1g系统的电声耦合哈密顿量,借助幺正平移变换计算出了系统的电子基态与激发态及其能量.结果表明,由于电声耦合作用的缘故,系统发生了Jahn-Teller畸变,畸变使得系统在其势能面上形成了两个具有D2h对称性势阱.无论系统处在哪一个势阱中,系统的二重简并的电子基态能级都将发生分裂,因此畸变导致系统电子基态的简并性完全被消除.经过Jahn-Teller畸变,C42+分子就会从D4h对称性降低到D2h对称性,同时C42+分子的振动频率发生分解,频率的分解就意味着C42+分子的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性.
- 冯胜奇
- 关键词：JAHN-TELLER畸变能级分裂各向异性
- 355nm YAG皮秒脉冲激光晶化非晶硅薄膜的研究被引量：3
- 2012年
- 使用355 nm YAG皮秒脉冲激光对250 nm厚的非晶硅薄膜进行激光晶化的研究,并利用金相显微镜、拉曼光谱和X射线能谱(EDS:energy dispersive spectrometer)等对晶化样品进行了分析。结果表明:随着激光脉冲能量的增加,完全熔区和部分熔区的宽度均明显增大。在所研究的脉冲能量范围内(15μJ—860μJ),所有样品的完全熔区的拉曼光谱均无非晶硅或晶体硅的特征峰,而位于完全熔区边缘的部分熔区的拉曼光谱却显示出晶体硅的特征峰,这可能是因为完全熔区接受到的激光能流密度过大,造成区内绝大部分非晶硅薄膜气化蒸发。这个推测进一步得到了X射线能谱分析结果的证实。X射线能谱分析结果表明,完全熔区的成份主要是玻璃与硅反应生成的硅化物,其表面被二氧化硅层所覆盖。
- 赖键均段春艳艾斌曾学然邓幼俊刘超沈辉
- 关键词：YAG激光非晶硅薄膜激光晶化多晶硅薄膜
