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氢气引入对宽光谱Mg和Ga共掺杂ZnO透明导电薄膜的特性影响被引量：5: 2014年; 为适应宽光谱高效率硅基薄膜太阳电池的应用需求,本文尝试采用直流磁控溅射技术在553 K衬底温度下生长氢化Mg和Ga共掺杂ZnO(HMGZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜.通过对薄膜微观结构、表面形貌、电学以及光学性能的测试和分析,详细地研究了氢气(H2)流量(0—16.0 sccm)对HMGZO薄膜结晶特性及光电性能的影响.实验结果表明:生长获得的HMGZO薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,择优取向为(002)晶面生长方向.薄膜的生长速率随着氢气流量的增加呈现逐渐减小趋势,主要归因于溅射产额的减小.适当的氢气引入会引起晶粒尺寸的增加.随着氢气流量由0增加至4.0 sccm,ZnO薄膜电阻率从177?·cm急剧减小至7.2×10-3?·cm,主要是由于H施主的引入显著地增加了载流子浓度;然而进一步增加氢气流量(4.0—16.0 sccm)造成电阻率的轻微增加,主要归因于载流子浓度的减小以及过多氢杂质引入造成杂质散射的增加.所有生长获得的HMGZO薄膜平均光学透过率在波长λ～320—1100 nm范围内可达87%以上.由于Mg的作用及Burstein-Moss效应的影响造成了带隙展宽,带隙变化范围～3.49—3.70 eV,其中最大光学带隙Eg可达～3.70 eV.; 田淙升陈新亮刘杰铭张德坤魏长春赵颖张晓丹; 关键词：磁控溅射

太阳电池用绒面结构ZnO-TCO薄膜及光管理研究进展被引量：1: 2014年; 主要阐述了近年来薄膜太阳电池用绒面结构氧化锌(ZnO)透明导电氧化物(Transparent conductive oxides,TCO)薄膜以及光管理设计方面的研究进展。主要包括溅射&湿法刻蚀技术、等离子体刻蚀玻璃衬底技术、等离子体处理修饰ZnO薄膜表面技术、修饰层改善ZnO薄膜表面技术、梯度杂质掺杂技术、复合特征尺寸生长设计以及直接生长绒面结构ZnO薄膜技术和宽光谱ZnO薄膜生长设计等。此外,对薄膜太阳电池中的先进光管理(Light management)结构设计及新材料应用进行了探讨和展望。; 陈新亮田淙升赵慧旭杜建张德坤张德坤魏长春耿新华赵颖; 关键词：太阳电池

In2O3：Sn中间层改善B掺杂ZnO薄膜的性能及其应用研究被引量：1: 2014年; 金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长的掺硼氧化锌(BZO)薄膜,具有天然的"类金字塔"绒面结构,作为硅基薄膜太阳电池的前电极具有良好的陷光效果.但直接获得的BZO薄膜表面形貌过于尖锐,影响后续硅基薄膜材料生长质量及太阳电池的光电转换效率.本文设计了以一层超薄In2O3:Sn(ITO)薄膜(～4 nm厚度)作为中间层的多层膜,并通过对顶层BZO薄膜的厚度调制,改善BZO薄膜的表面特性,薄膜结构为:glass/底层BZO/ITO/顶层BZO.合适厚度的顶层BZO薄膜有助于获得类似"菜花状"形貌特征,尖锐的表面趋于"柔和",而较厚的顶层BZO薄膜仍然保持"类金字塔状"结构."柔和"的BZO薄膜表面结构有助于提高后续生长薄膜电池的结晶质量.将获得的新型"三明治"结构多层膜应用于p-i-n型氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜太阳电池,相比传统的BZO薄膜,电池的量子效率QE在500—800 nm波长范围提高了～10%,并且电池的Jsc和Voc均有所提高.; 赵慧旭陈新亮杨旭杜建白立沙陈泽赵颖张晓丹; 关键词：表面形貌

低温生长ITO薄膜及其在太阳电池中的应用被引量：3: 2014年; 氧化铟锡（ITO）同时结合了可见光范围内高透过率和高电导率等特性,被广泛应用于Si基薄膜太阳电池中。本文侧重研究了采用反应热蒸发（RTE）技术低温（约160 ℃）生长ITO透明导电薄膜过程中不同Sn掺杂含量对薄膜微观结构以及光电性能的影响。实验结果表明,随着Sn掺杂含量的增加,ITO薄膜微观结构稍有变化,薄膜的电子迁移率呈现先增大后减小的趋势,薄膜的光学带隙一定程度上呈现展宽趋势；对于较高的Sn掺杂含量,在低温条件下电离杂质散射和中性杂质散射成为影响电子迁移率降低的重要因素。经过薄膜生长优化,较佳的Sn掺杂含量为6.0wt.%,ITO 薄膜电阻率为3.74×10^－4 Ω·cm,电子迁移率为47cm2/Vs,载流子浓度为3.71×10^20 cm^－3,且在380~900nm波长范围内的平均透过率约87%。将其应用于结构为SS/Ag/ZnO/nip a-S iGe：H/nip a-Si：H/ITO/Al的n-i-p型a-Si：H/a-SiGe：H叠层太阳电池, 取得的光电转化效率达10.51%（开路电压V oc=1.66V,短路电流密度Jsc =9.31mA /cm2,填充因子FF=0.68）。; 杜建陈新亮刘彩池倪牮侯国付赵颖张晓丹; 关键词：薄膜太阳电池

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天津市应用基础与前沿技术研究计划(13JCZDJC26900)