【摘 要】
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本文基于半导体的能带理论在选定的半导体材料SnO2(或ITO),Si的能带参数:电子亲和能、带隙宽度和掺杂浓度后,对新型n+-SnO2(ITO)/SiOx/n-p-p+-Si太阳电池的能带结构进行了理论设计.给出了当n-Si区的掺杂浓度ND=2×1017cm-3,SnO2(或ITO)是重掺杂的简并半导体时,n+-SnO2(ITO)/SiOx/n-Si同型异质结的能带可以"光滑"连接.p-Si基片的
【机 构】
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云南师范大学太阳能研究所,云南昆明,650092
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本文基于半导体的能带理论在选定的半导体材料SnO2(或ITO),Si的能带参数:电子亲和能、带隙宽度和掺杂浓度后,对新型n+-SnO2(ITO)/SiOx/n-p-p+-Si太阳电池的能带结构进行了理论设计.给出了当n-Si区的掺杂浓度ND=2×1017cm-3,SnO2(或ITO)是重掺杂的简并半导体时,n+-SnO2(ITO)/SiOx/n-Si同型异质结的能带可以"光滑"连接.p-Si基片的掺杂浓度NA=1015cm-3,p+-Si区掺杂浓度NA+=1019cm-3,则可以构造出具有满意能带结构的新型n+-SnO2(ITO)/n-p-p+-Si太阳电池.文中给出了这类电池的开路电压Voc和J-V特性的理论表达式.讨论了这类结构电池的设计改进和制作方法.
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本文介绍了自行研制的丝网印刷磷浆的主要理化特性,并在自制的快速扩散炉上对其扩散行为进行了研究,比较了不同磷浆浓度,不同快速扩散温度及不同扩散时间对扩散结果的影响.研究发现,扩散后的主要参数如方块电阻、结深及表面浓度可控,扩散杂质浓度分布陡峭.高质量的丝网印刷磷浆的制备及其优异的快速扩散特性,可用于低成本制备选择性发射极太阳电池.
在CdTe与金属背电极间形成稳定的低电阻接触,有助于CdTe太阳电池的工业化生产.本文采用硝酸-冰乙酸腐蚀CdTe薄膜并用真空蒸发法沉积了铜背接触层材料,制备了CdTe太阳电池.XRD测试结果表明在膜面生成了富碲层,SEM的结果说明硝酸-冰乙酸腐蚀为各向同性刻蚀.对背接触层材料进行退火处理,获得了转化效率9.688﹪的CdTe太阳电池.
实现高速沉积对于薄膜微晶硅太阳电池产业化降低成本是一个重要手段.本文采用超高频等离子体增强化学气相沉积技术,实现了微晶硅薄膜的高速沉积,并考察了气体总流量在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率、光电特性和结构特性的影响,获得了沉积速率达到12(A)/s的器件质量级微晶硅薄膜材料.采用沉积速率12(A)/s的微晶硅材料制备微晶硅电池,在未优化的情况下电池效率达到了5.3﹪.
本文以Si2H6和GeF4为源气体,用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术在不同衬底温度和功率条件下制备了硅锗薄膜材料.我们首先对材料的光电导和暗电导进行了测量,通过研究材料的光、暗电导的比值来分析材料的光学特性,然后用喇曼光谱和X射线衍射对材料的结构进行了研究.结果表明:硅锗材料的光暗电导比在等离子功率为30W、衬底温度为300℃时达到1000以上,随温度的升高、功率的增大硅锗材料的结构逐渐由非晶
固相晶化(SPC)技术制备太阳电池是值得研究的方向.我们用电化学电解的方法在硅片上制备了多孔硅,在多孔硅上用PECVD设备沉积了非晶硅薄膜,对非晶硅薄膜在550℃进行了固相晶化.用拉曼光谱仪、XRD和扫描电镜等手段对硅薄膜进行了测试研究.研究表明,在多孔硅上的固相晶化比石英衬底上的要快,结晶膜中和多孔硅相同的(100)晶向占优,表明多孔硅是很好的作固相晶化籽晶层的材料.多孔硅还是很好的实现层转移的
硅烷浓度是影响等离子体增强化学气相沉积硅薄膜材料特性的一个重要参数.本文通过调节硅烷浓度,得到了系列位于非晶/微晶过渡区内的材料.研究发现:在非晶/微晶过渡区内存在着一个特别的区域,该区域内的材料光敏性比普通非晶硅高.以这部分材料作为太阳电池的本征层,通过优化电池结构,在SnO2衬底上制备pin型太阳电池,电池的初始开路电压(Voc)达到了0.916V.
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