一种绒面结构ZnO-TCO薄膜的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN103413869A

    公开(公告)日:2013-11-27

    申请号:CN201310294317.6

    申请日:2013-07-15

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种绒面结构ZnO-TCO薄膜的制备方法及其应用,绒面结构ZnO-TCO薄膜的结构特征为玻璃/低掺杂型绒面结构ZnO:B/超薄ITO薄膜/高导电透明ZnO:B薄膜,制备步骤是:1)利用MOCVD技术在玻璃衬底上生长绒面结构低含量硼掺杂ZnO透明导电薄膜;2)利用热蒸发技术生长超薄Sn掺杂In2O3薄膜;3)在该薄膜上生长小晶粒尺寸的高导电和高透明ZnO:B薄膜。本发明的优点:MOCVD技术获得的ZnO薄膜,在较低B掺杂情况下可降低自由子流子浓度,提高薄膜电子迁移率;热蒸发技术生长超薄ITO薄膜,促进ZnO薄膜的生长取向,促进晶化;用于pin型Si基叠层薄膜太阳电池,可实现较高光电转化效率。

    一种玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN102418080A

    公开(公告)日:2012-04-18

    申请号:CN201110371527.1

    申请日:2011-11-21

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜的制备方法,以二乙基锌和水为源材料,以硼烷B2H6为掺杂气体,采用金属有机化学气相沉积法在玻璃衬底上生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,分两步进行:1)在玻璃衬底上生长一层大晶粒尺寸的“类金字塔”状结构ZnO薄膜;2)在上述ZnO薄膜生长一层小晶粒尺寸的“圆球”状结构ZnO薄膜;该玻璃衬底绒面结构ZnO薄膜用于pin型“微晶硅”薄膜太阳电池或“非晶硅/微晶硅”叠层薄膜太阳电池。本发明的优点是:该制备方法工艺简单,便于大面积生产推广;通过工艺技术兼容的两步法生长技术,有利于实现可见光及近红外区域光散射和后续硅基薄膜沉积,可有效提高太阳电池的光电转换效率。

    一种改善单室沉积微晶硅基薄膜太阳电池性能的方法

    公开(公告)号:CN101697364B

    公开(公告)日:2012-03-21

    申请号:CN200910071052.7

    申请日:2009-10-30

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 一种改善单室沉积微晶硅基薄膜太阳电池性能的方法,在微晶硅基薄膜太阳电池的制备方法中,在沉积完电池的n层后且下一个电池还没有进入到反应室中时,采用空腔室辉光方式进行反应腔室中含磷区域的处理,然后再沉积新电池的p层材料。本发明的优点和积极效果:本发明在单室内沉积完上一个电池的n层后,在下一个电池进入反应室前,仅采用原位微晶硅基(纳米硅基)薄膜太阳电池沉积所用的反应气体来进行空腔室辉光的磷污染处理技术,以便降低对随后沉积下一个电池的p层材料特性的影响。这种方法既不增加新的设备改造投资,又不需要引入额外的其它非反应气体,并且可以有效降低磷污染,同时提高电池效率。

    一种梯度氢气法生长绒面结构ZnO-TCO薄膜及应用

    公开(公告)号:CN102199759A

    公开(公告)日:2011-09-28

    申请号:CN201110132760.4

    申请日:2011-05-20

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种梯度氢气法生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,以玻璃衬底为基片,以ZnO:Ga2O3或ZnO:Al2O3作为靶材原料,溅射气体为Ar气,溅射过程中引入氢气且在溅射镀膜周期中氢气流量呈梯度变化,利用磁控溅射镀膜技术制备绒面结构ZnO-TCO薄膜。本发明的优点是:相比于正常氢气流量下利用磁控溅射镀膜技术获得的绒面结构ZnO-TCO薄膜,利用梯度氢气流量法生长的绒面结构ZnO-TCO薄膜具有较好的透过率和较好的电学特性,且薄膜的绒面结构取得明显改善;该薄膜应用于微晶硅薄膜电池或非晶硅/微晶硅叠层薄膜太阳电池,可提高光散射作用,增加入射光程,有效降低有源层厚度,提高Si基薄膜太阳电池的效率和稳定性。

    溅射法生长高迁移率绒面结构IMO/ZnO复合薄膜及太阳电池应用

    公开(公告)号:CN101572279B

    公开(公告)日:2011-06-15

    申请号:CN200910069202.0

    申请日:2009-06-10

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种磁控溅射技术生长新型高迁移率绒面结构IMO/ZnO透明导电薄膜及太阳电池应用的方法。此种技术生长IMO/ZnO薄膜分两个阶段进行。首先,利用溅射技术玻璃衬底上生长高迁移率IMO(即Mo掺杂In2O3)透明导电薄膜,薄膜厚度50-150nm;其次,利用溅射技术生长Al或者Ga低掺杂ZnO薄膜,薄膜厚度500-1200nm,而后借助湿法刻蚀技术创造出绒面结构特征。新型复合TCO薄膜的结构特征是玻璃/高迁移率IMO薄膜/绒面结构ZnO。典型薄膜电阻率~2-8×10-4Ωcm,方块电阻~5-15Ω,载流子浓度~3-10×1020Ωcm,电子迁移率~30-90cm2V-1s-1,可见光和近红外区域平均透过率~80%。高迁移率绒面结构IMO/ZnO薄膜提高了近红外区域光谱透过(λ=800-1500nm),并增强了对入射光的散射,可应用于pin型Si基薄膜太阳电池,尤其是a-Si/μc-Si叠层薄膜太阳电池。

    改善单室沉积本征微晶硅薄膜质量的方法

    公开(公告)号:CN101159296B

    公开(公告)日:2010-09-08

    申请号:CN200710150230.6

    申请日:2007-11-19

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 本发明公开了一种改善单室沉积本征微晶硅薄膜质量的方法,其是将玻璃衬底放在真空室内;采用等离子增强化学气相沉积或者热丝技术在衬底上沉积P层微晶硅薄膜;采用和沉积P层微晶硅薄膜相同的沉积方法沉积I层本征微晶硅薄膜,根据P层微晶硅薄膜沉积后对的腔室环境,对随后生长的I层本征微晶硅薄膜进行硼补偿,达到对随后生长的I层本征微晶硅薄膜中硼浓度的有效控制,并控制I层本征微晶硅薄膜内硼的浓度在1016cm-3~1017cm-3量级范围内。这样利用单室沉积和原位的补偿实现本征微晶硅薄膜质量的改善,既不增加新的设备改造投资,又避免了交叉污染的难点,同时还有效提高电池效率。

    本征层为微晶硅锗薄膜的硅基薄膜太阳电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN101752435A

    公开(公告)日:2010-06-23

    申请号:CN200910244846.9

    申请日:2009-12-17

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种本征层为微晶硅锗薄膜的硅基薄膜太阳电池,包括透明衬底、透明导电薄膜、P型窗口层、本征层I、N+层、背反射电极和金属电极,本征层I为微晶硅锗薄膜;该微晶硅锗薄膜的制备方法包括下述步骤:1)将带有透明导电膜的玻璃衬底放在真空室内,本底真空高于2×10-4Pa;2)在向反应室通入反应气体硅烷、锗烷、氟化锗和氢气的条件下,沉积微晶硅锗薄膜。本发明的有益效果是:该硅基薄膜电池结构新颖;制备的微晶硅锗薄膜材料具有窄带隙、低缺陷、高光敏性的优点且制备工艺简单、容易操作、制造成本低;采用该材料的硅基薄膜电池可提高光谱响应范围、稳定性和转化效率。

    一种采用氦氢气体混合共稀释法制备微晶硅锗薄膜的方法

    公开(公告)号:CN101736321A

    公开(公告)日:2010-06-16

    申请号:CN200910244848.8

    申请日:2009-12-17

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 一种采用氦氢气体混合共稀释法制备微晶硅锗薄膜的方法,包括下述步骤:1)将带有T的玻璃衬底G放在真空室内,本底真空高于2×10-4Pa;2)在向反应室通入反应气体硅烷和锗烷、稀释气体氦气和氢气的条件下,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积微晶硅锗薄膜,气体的流量为:硅烷(5-10)sccm、锗烷(0.5-1.0)sccm、氢气(100-200)sccm、氦气与氢气的流量比为1∶1~5。本发明的有益效果是:该法制备的微晶硅锗薄膜具有窄带隙、低缺陷和高光敏性等优点,且制备工艺简单、容易操作、制造成本低;采用该材料的硅基薄膜电池可提高光谱响应范围、稳定性和转化效率。

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