具有折射率渐变特征的硅碳窗口层薄膜和制备方法及应用

    公开(公告)号:CN104362183B

    公开(公告)日:2017-02-01

    申请号:CN201410488516.5

    申请日:2014-09-23

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种具有折射率渐变特征的硅碳窗口层薄膜和制备方法及应用,所述薄膜碳含量为30-80%,靠近本征层处采用低辉光功率密度,随着薄膜厚度的增加,辉光功率密度按照公式:P(t)=P0+A•t逐渐上升,其中P为辉光功率,P0为初始功率密度,A为线性变化速率,t为辉光时间,最终实现折射率纵向渐进式变化,折射率在400 nm波长处变化范围为2.8-2.2;该折射率渐变特征的硅碳窗口层薄膜用于硅基薄膜太阳电池。本发明的优点是:该材料光学带隙可达2.0~3.7 eV,电导率可达0.1~5.0 Ω•cm,同时有效减少窗口层光学损失,从而显著提高太阳电池的填充因子、开路电压和短波响应,最终提高了光电转换效率。

    一种光子晶体非晶硅薄膜太阳电池

    公开(公告)号:CN103227226B

    公开(公告)日:2016-11-16

    申请号:CN201310169458.5

    申请日:2013-05-09

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/52

    Abstract: 一种光子晶体非晶硅薄膜太阳电池,由衬底、一维光子晶体背反射器、背电极、n型氢化非晶硅、本征氢化非晶硅、p型氢化非晶硅和前电极组成叠层结构,其中一维光子晶体背反射器是由低折射率介质和高折射率介质周期性交叠构成,周期数大于等于两个周期,背电极和前电极为高透过、高电导、低吸收的透明导电膜并作为电流引出电极。本发明的优点是:该光子晶体非晶硅薄膜太阳电池,克服了采用Ag背电极成本高,采用其他金属背电极反射率不够的问题,保证高效率的同时降低原材料成本。同时还克服了采用金属背电极引入的一系列问题,有助于提高电池开路电压,提升电池稳定性。因与电池工艺兼容,还有助于降低设备投资和厂房面积,提升产能。

    一种周期性结构的绒面透明导电薄膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN103515484B

    公开(公告)日:2015-08-19

    申请号:CN201310416643.X

    申请日:2013-09-13

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 一种周期性结构的绒面透明导电薄膜,包括玻璃衬底层、起模板作用的第一层ZnO薄膜和起修饰作用的第二层ZnO薄膜并依次形成叠层结构,第一层ZnO薄膜厚度为300-1500nm,第二层ZnO薄膜的厚度为400-1000nm,构成具有散射作用的周期性结构绒面透明导电薄膜;其制备方法:利用水浴方法组装PS微球,用O2等离子刻蚀PS微球,利用PS微球的模板作用,得到具有周期性结构的陷光ZnO透明导电薄膜。本发明的优点是:制备的ZnO薄膜具有良好的陷光效果,作为前电极用于薄膜太阳电池,对400-1100nm电池所能利用的波长范围内有良好散射作用,可增加入射光在硅基薄膜电池中的光程,提高光利用率。

    一种硅基薄膜太阳电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN102916060B

    公开(公告)日:2014-11-26

    申请号:CN201210435963.5

    申请日:2012-11-05

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种硅基薄膜电池太阳电池,以具有种子层结构的n型纳米晶硅氧材料作为背反射电极,n型纳米晶硅氧材料的结构式为nc-SiOx:H,厚度为20-100nm,硅基薄膜太阳电池的类型为p/i/n型单结或多结;该硅基薄膜电池太阳电池的制备方法是:沉积完薄膜电池后,通过等离子处理电池的n型非晶硅层后制备n型nc-Si:H种子层,然后制备n型nc-SiOx:H材料。本发明的优点是:n型nc-Si:H种子层的加入可以提高材料的晶化率和电导率,减小电池串联电阻,降低制备难度;该材料用于硅基薄膜太阳电池背反射电极具有与ZnO相近的背反射效果,不仅提高了电池的入射光利用率,而且可降低硅基薄膜太阳电池制备成本。

    一种光子晶体非晶硅薄膜太阳电池

    公开(公告)号:CN103227226A

    公开(公告)日:2013-07-31

    申请号:CN201310169458.5

    申请日:2013-05-09

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/52

    Abstract: 一种光子晶体非晶硅薄膜太阳电池,由衬底、一维光子晶体背反射器、背电极、n型氢化非晶硅、本征氢化非晶硅、p型氢化非晶硅和前电极组成叠层结构,其中一维光子晶体背反射器是由低折射率介质和高折射率介质周期性交叠构成,周期数大于等于两个周期,背电极和前电极为高透过、高电导、低吸收的透明导电膜并作为电流引出电极。本发明的优点是:该光子晶体非晶硅薄膜太阳电池,克服了采用Ag背电极成本高,采用其他金属背电极反射率不够的问题,保证高效率的同时降低原材料成本。同时还克服了采用金属背电极引入的一系列问题,有助于提高电池开路电压,提升电池稳定性。因与电池工艺兼容,还有助于降低设备投资和厂房面积,提升产能。

    一种基于金字塔绒度形貌ZnO层的导电背反射电极

    公开(公告)号:CN102945865A

    公开(公告)日:2013-02-27

    申请号:CN201210483988.2

    申请日:2012-11-23

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 一种基于金字塔绒度形貌ZnO层的导电背反射电极,由衬底、具有金字塔表面形貌ZnO层、金属银层和ZnO界面层组成薄膜叠层结构,所述具有金字塔表面形貌ZnO层为本征ZnO或掺杂Al、Ga、B、Mo、W的ZnO材料;其制备方法是:先在衬底上采用超声喷雾技术生长或金属有机物化学气相沉积技术制备具有的金字塔形貌的ZnO薄膜,然后依次银薄膜层和ZnO薄膜界面层。该基于金字塔绒度形貌ZnO层的导电背反射电极,陷光效果好,可同时实现宽光谱、高绒度反射,光利用率高;其制备方法工艺简单、易于实施;作为背反射电极用薄膜太阳电池,比传统的基于绒度金属铝来实现绒度反射制备的相同条件的电池短路电流密度提高10%以上。

    一种窄带隙微晶锗-非晶锗异质吸收层材料及其应用

    公开(公告)号:CN102916061A

    公开(公告)日:2013-02-06

    申请号:CN201210435814.9

    申请日:2012-11-05

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50

    Abstract: 一种窄带隙微晶锗-非晶锗异质吸收层材料,是采用层递式循环沉积方法制备的由微晶锗薄膜和非晶锗薄膜交替生长的多层材料,微晶锗薄膜的厚度为20-50nm,非晶锗薄膜的厚度为1-10nm,然后进行等离子体处理或化学退火处理,如此循环沉积微晶锗薄膜和非晶锗薄膜,直至形成总厚度为50-1500nm的微晶锗-非晶锗异质薄膜;该窄带隙微晶锗-非晶锗异质吸收层材料可用于基于Ⅳ族薄膜材料的宽光谱四端叠层硅基薄膜太阳电池。本发明的优点是:可将薄膜太阳电池的光谱响应范围拓展至1800nm,在不增加设备成本的前提下便可获得基于Ⅳ族薄膜材料的新型宽光谱叠层太阳电池,更加充分地利用了太阳光谱,提高了电池的光电转换效率。

    一种硅基薄膜太阳电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN102916060A

    公开(公告)日:2013-02-06

    申请号:CN201210435963.5

    申请日:2012-11-05

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: Y02E10/50 Y02P70/521

    Abstract: 一种硅基薄膜电池太阳电池,以具有种子层结构的n型纳米晶硅氧材料作为背反射电极,n型纳米晶硅氧材料的结构式为nc-SiOx:H,厚度为20-100nm,硅基薄膜太阳电池的类型为p/i/n型单结或多结;该硅基薄膜电池太阳电池的制备方法是:沉积完薄膜电池后,通过等离子处理电池的n型非晶硅层后制备n型nc-Si:H种子层,然后制备n型nc-SiOx:H材料。本发明的优点是:n型nc-Si:H种子层的加入可以提高材料的晶化率和电导率,减小电池串联电阻,降低制备难度;该材料用于硅基薄膜太阳电池背反射电极具有与ZnO相近的背反射效果,不仅提高了电池的入射光利用率,而且可降低硅基薄膜太阳电池制备成本。

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