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氢化非晶及微晶硅的氢含量和红外光谱研究

一、引言 氢化非晶硅是目前研究得最多的非晶态材料.氢在非晶硅中可以以饱和悬挂键的形式存在,从而显著地导致能隙中局域态密度的下降,进而为非晶硅掺杂和制备非晶硅器件提供了现实可能性.然而研究结果也表明,通常氢化非晶硅中的氢含量,比饱和悬挂键所需的浓度要高大约两个数量级,因而研究氢在非晶硅中的存在形式以及它和硅原子的键合方式自然就成为人们关心的问题.同时从应用观点看来,非晶硅中氢的状态,尤其是它和硅原子键合状态的稳定性,包括热稳定性也就成为至关重要的问题了. 本文研究不同衬底温度T:,不同生长速率,:和不同射频淀积功率w情况下用辉光放电分解硅烷方法(GD法)生长的氢化非晶硅和微晶硅的红外光谱及其退火效应.从氢化非晶和微晶硅的振动光谱能够推断氢在非晶硅中可以以siH,SIHZ,siH,和(SIHZ)。等原子团的形式存在,并且从各种特征峰的相对强度可以估计上述不同类型的氢键含量的相对比例卜,].此外,既然非晶硅中可以存在各种类型的空洞或多...  (本文共8页) 阅读全文>>

《科学》1988年01期
科学

非晶硅、微晶硅和多晶硅转变的动态研究

固体物质种类繁多、分类各异,但就其内部结构而言,可分为结晶体与非结晶体两类。近十多年来,非晶态的研究有长足发展。非晶态硅(a一si:H)的制备和研究仅约十年历史,多晶硅(POly一si)的制备、研究和应用历史则长些,而微晶硅(邵一si:功的制备和研究只是近几年的事。它们之间的转变和生长机理直接影响其应用前景,目前正处于探索之中。 非晶硅、微晶硅和多晶硅生长过程的研究一般用静态方法观测。北京工业学院初次对这一转变全过程作了动态观测。实验获得转变点参数,对生长机理进行了讨论,提出了可能的生长模式和微结构模 ·56·型。 非晶硅和微晶硅的生长形态、晶粒尺寸、微结构等与生长方式、工艺条件密切相关。北京工业学院的研究是在射频辉光放电等离子体反应系统中制备,硅烷(siH.)气沐以高纯氢气稀释至2 .5多,射频功率为10、20W,衬底温度50℃。把a-si:H薄膜样品送入透射电子显微镜样品室,作就地加热即时观测,并利用特别接入的探头与录像系统...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 《科学》1988年01期
东北电力大学
东北电力大学

微晶硅锗太阳电池的仿真与优化

现如今,电力系统中的主要光伏电源是晶体硅太阳电池。由于晶体硅太阳电池在继续提高转换效率和降低成本方面都遇到了困难,这使其上网电价远高于传统能源的上网电价。相比之下,硅基薄膜太阳电池具有成本低,弱光响应好等优点,将其用于光伏发电有望进一步节省成本,降低光伏并网电价。目前,影响其竞争力的主要因素是转换效率较低。微晶硅锗是近几年被提出应用于薄膜太阳电池中的新型窄带隙材料,具有吸收系数高,红外光响应好等特点,将其应用于叠层硅基薄膜太阳电池的底电池中,可以有效提高电池的光电转换效率。本文采用计算机仿真的方式对微晶硅锗太阳电池进行研究,通过新结构的提出以优化其光电性能。首先,应用太阳电池仿真软件wxAMPS建立并优化了本征层具有渐变带隙结构的微晶硅锗太阳电池,与具有相同锗含量非渐变电池相比,其转换效率提高了36%。并且在传统线性渐变结构的基础上,优化出了一种沿曲线渐变的新型电池结构,使得优化后的曲线渐变微晶硅锗太阳电池转换效率达到13.82...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理学报》2013年03期
物理学报

微晶硅锗太阳电池本征层纵向结构的优化

1引言硅基薄膜太阳电池因其低成本和弱光响应好等特点,近年来得到了广泛的应用和发展[17].开发研究多结叠层电池技术是进一步提高硅基薄膜太阳电池转换效率和稳定性的重要途径.美国联合太阳能公司(United Solar)研究的nc-Si:H/a-SiGe:H/nc-Si:H三结叠层太阳电池结构,获得了硅基薄膜太阳电池迄今为止最高的16.3%的初始效率[1].目前为止,硅基薄膜叠层太阳电池主要使用微晶硅作为底电池的吸收层材料[3,4].但是,微晶硅材料的吸收系数低,一般需要很厚的本征层厚度(大于2μm)才能达到各结子电池电流的匹配.然而过厚的本征层不仅会减弱电池的内建电场,影响电池的性能,还会导致器件的制备时间过长,不利于工业化生产[8].与微晶硅薄膜相比,微晶硅锗薄膜具有较高的吸收系数和较窄的光学带隙,被认为是叠层电池中底电池本征层的理想材料[9].通过改变薄膜中的Ge组分,可以使微晶硅锗材料的光学带隙在0.67—1.1eV范围内连...  (本文共7页) 阅读全文>>

太原科技大学
太原科技大学

微晶硅材料在异质结太阳能电池中的应用研究及数值模拟

太阳能是取之不竭的清洁能源,如何将太阳能转化为可使用的能源,用于解决人类的能源危机,提高太阳能电池效率成为了关键技术。当今晶体硅太阳能电池使用较多,但是由于成本的增加和转化效率的低下,造成了电池的市场竞争力不强。薄膜电池能很好的解决这些问题,但是由于存在光致衰退效应,也使太阳能电池无法广泛应用。异质结太阳能电池结构好,兼顾两种电池的优势。微晶硅材料具有连续可调的带隙,具有较宽的光谱响应范围,所以微晶硅材料非常适合异质结太阳能电池。所以很有必要通过数值模拟研究微晶硅材料在异质结太阳能电池中的应用。本文选用异质结模拟软件(AFORS-HET),模拟了在不同工作温度中,uc-si背场对太阳能电池的影响。结果显示:随着电池背表面场带隙的增加,开路电压和转换效率不同程度的增加;利用背场掺杂浓度的增加,电池的开路电压、填充因子及转化效率都在不断提高;在背场厚度的增长情况下,电池机能下降。在温度上升情况下,背场相应的浓度掺杂值及材料厚度变化很...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

《半导体学报》2008年05期
半导体学报

掺杂室沉积本征微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用(英文)

1 IntroductionMicrocrystalline silicon (μc-Si :H) thin fil ms areof great interest for their potential applications inso-lar cells due to their lowapparent band gap,high sta-bility ,and low process cost[1 ,2].The preparation andcharacteristic research ofμc-Si :Hsolar cells have be-come a hot topic in the field of PVdevices[3 ,4].High efficiency amorphous silicon solar cellshave been fabricated in a single chamber rea...  (本文共4页) 阅读全文>>