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太阳能学报 2003年第Z1期24卷 55-57页

作者：徐艳月廖显伯中国科学院半导体研究所中国科学院凝聚态物理中心表面物理国家重点实验室北京100083

发展了一种叠层太阳电池准实验模型,根据各组分电池性能来预计非晶硅基三结叠层太阳电池的转化效率.对于如何获得组分电池短路电流的匹配,以及由此叠层电池可达到的最高效率问题,这种模型提供了一种实际可行的预计方法.

关键词：非晶硅基三结叠层太阳电池性能

微量硼掺杂非晶硅的瞬态光电导衰退及其光致变化

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物理学报 2002年第1期51卷 111-114页

作者：张世斌孔光临徐艳月王永谦刁宏伟廖显伯中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心表面物理国家实验室北京100083

利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢稀释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量 ,并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响 .发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合 ,说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用 ,... 详细信息

利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢稀释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量 ,并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响 .发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合 ,说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用 ,估算了陷阱能级的位置 .曝光处理后样品的光电导和暗电导不仅没有下降 ,而且还有所上升 ,薄膜的光敏性有所改善 .很可能曝光过程引起了硼受主的退激活 ,导致费米能级向导带边移动 ,使有效的复合中心减少 ,样品的光电导上升 .

关键词：非晶硅薄膜光致变化硼掺杂光电导衰退瞬态响应

稳定、优质nc-Si/a-Si:H薄膜的研制和特性分析

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物理学报 2003年第6期52卷 1465-1468页

作者：徐艳月孔光临张世斌胡志华曾湘波刁宏伟廖显伯中国科学院半导体研究所表面物理国家重点实验室凝聚态物理中心北京100083

利用等离子体增强化学气相沉积技术研制出了优质稳定的氢化非晶纳米晶两相结构硅薄膜 .薄膜的光电导率相对于器件质量的非晶硅有两个数量级的提高 ;光敏性也较好 ,光、暗电导比可以达到 10 4,此外薄膜的光电导谱具有更宽的长波光谱响... 详细信息

利用等离子体增强化学气相沉积技术研制出了优质稳定的氢化非晶纳米晶两相结构硅薄膜 .薄膜的光电导率相对于器件质量的非晶硅有两个数量级的提高 ;光敏性也较好 ,光、暗电导比可以达到 10 4,此外薄膜的光电导谱具有更宽的长波光谱响应 .更为重要的是薄膜的光致退化效应远小于典型的非晶硅薄膜 ,在光强为 5 0mW/cm2 的卤钨灯光照 2 4h后 ,光电导的衰退小于 10 % .这种薄膜优良的光电性能源于薄膜中的非晶母体的存在使其在光学跃迁中的动量选择定则发生松弛 ,因而具有大的光学吸收系数和较高的光敏性 ;相对于典型非晶硅而言 ,薄膜的中程有序度得到了较大的改善 ,并具有小的深隙态密度 ;薄膜中存在的纳米尺寸的微晶颗粒 ,提供了光生载流子的复合通道 ,在非晶母体中的电子空穴对可以转移到微晶颗粒中进行复合 ,这样抑制了非晶母体中的非辐射复合。

关键词： nc-Si/a-Si:H薄膜等离子体增强化学气相沉积研制微结构光致变化氢化非晶硅薄膜性质

快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

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物理学报 2002年第7期51卷 1564-1570页

作者：王永谦陈维德陈长勇刁宏伟张世斌徐艳月孔光临廖显伯中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心表面物理国家重点实验室北京100083

采用micro Raman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法 2 0 0℃衬底温度下生长的富硅氧化硅 (SRSO)薄膜微结构和发光的影响 .研究发现 ,在 30 0—6 0 0℃范围内退火 ,S... 详细信息

采用micro Raman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法 2 0 0℃衬底温度下生长的富硅氧化硅 (SRSO)薄膜微结构和发光的影响 .研究发现 ,在 30 0—6 0 0℃范围内退火 ,SRSO薄膜中非晶硅和SiOx∶H两相之间的相分离程度随退火温度升高趋于减小 ;而在 6 0 0—90 0℃范围内退火 ,其相分离程度随退火温度升高又趋于增大 ;同时发现SRSO薄膜发光先是随退火温度的升高显著加强 ,然后在退火温度达到和超过 6 0 0℃后迅速减弱 ;发光峰位在 30 0℃退火后蓝移 ,此后随退火温度升高逐渐红移 .对不同温度退火后的薄膜进行氢等离子体处理 ,发光强度不同程度有所增强 ,发光峰位有所移动 ,但不同温度退火样品发光增强的幅度和峰位移动的趋势不同 .分析认为退火能够引起薄膜中非晶硅颗粒尺度、颗粒表面结构状态以及氢的存在和分布等方面的变化 .结果表明不仅颗粒的尺度大小 ,而且颗粒表面的结构状态都对非晶硅颗粒能带结构和光生载流子复合机理发挥重要影响 .

关键词：氢等离子体处理富硅氧化硅薄膜微结构发光快速热退火

纳米硅(nc-Si:H)晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析

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物理学报 2003年第1期52卷 217-224页

作者：胡志华廖显伯曾湘波徐艳月张世斌刁宏伟孔光临中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心表面物理国家重点实验室北京100083 云南师范大学太阳能研究所昆明650092

运用美国宾州大学发展的AMPS程序模拟分析了n 型纳米硅 (n+ nc Si:H) p 型晶体硅 (p c Si)异质结太阳电池的光伏特性 .分析表明 ,界面缺陷态是决定电池性能的关键因素 ,显著影响电池的开路电压 (VOC)和填充因子(FF) ,而电池的光谱响... 详细信息

运用美国宾州大学发展的AMPS程序模拟分析了n 型纳米硅 (n+ nc Si:H) p 型晶体硅 (p c Si)异质结太阳电池的光伏特性 .分析表明 ,界面缺陷态是决定电池性能的关键因素 ,显著影响电池的开路电压 (VOC)和填充因子(FF) ,而电池的光谱响应或短路电流密度 (JSC)对缓冲层的厚度较为敏感 .对不同能带补偿 (bandgapoffset)的情况所进行的模拟分析表明 ,随着ΔEc 的增大 ,由于界面态所带来的开路电压和填充因子的减小逐渐被消除 ,当ΔEc达到 0 5eV左右时界面态的影响几乎完全被掩盖 .界面层的其他能带结构特征对器件性能的影响还有待进一步研究 .最后计算得到了这种电池理想情况下 (无界面态、有背面场、正背面反射率分别为 0和 1)的理论极限效率 ηmax=31 17% (AM1 5 ,10 0mW cm2 ,0 4 0— 1 10 μm波段 ) .

关键词：数值模拟 nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池计算机模拟光伏特性纳米硅/晶体硅异质结

纳米非晶硅(na-Si∶H)p-i-n太阳电池

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太阳能学报 2005年第2期26卷 187-191页

作者：胡志华廖显伯刁宏伟曾湘波徐艳月孔光临中国科学院半导体研究所

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170°C)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-S i∶H)薄膜,并将其用作p in太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出... 详细信息

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170°C)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-S i∶H)薄膜,并将其用作p in太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-S iC∶H/i-na-S i∶H/n-nc-S i∶H/A l结构的p in太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2)。

关键词：纳米非晶硅 pin薄膜太阳电池开路电压 PECVD

氢稀释对非晶硅碳(a-SiC:H)合金薄膜生长和光学特性的影响

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中国科学（E辑） 2004年第5期34卷 525-532页

作者：胡志华廖显伯刁宏伟孔光临曾湘波徐艳月云南师范大学能源与环境科学学院昆明650092 中国科学院半导体研究所国家表面物理重点实验室北京100083

用PECVD方法,以固定的甲烷硅烷气体流量比([CH4]/[SiH4]=1.2)和不同的氢稀释比(RH=[H2]/[CH4+SiH4]=12,22,33,102和135)制备了一系列的氢化非晶硅碳合金(a-SiCH)薄膜.运用紫外-可见光透射谱(UV-VIS)、红外吸收谱(IR)、Raman谱以及光荧光发射谱(PL)测量研究了氢稀释和高温退火对薄膜生长和光学特性的影响.实验发现氢稀释使薄膜光学带隙展宽(从1.92到2.15eV).高氢稀释条件下制备的薄膜经过1250℃退火后在室温下观察到可见光发光峰,峰位位于2.1eV.结合Raman谱分析,认为发光峰源于纳米硅的量子限制效应,纳米硅被Si-C和Si-O限制.

关键词：氢稀释非晶硅碳薄膜薄膜生长薄膜光学紫外-可见光透射谱量子限制效应

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非晶微晶过渡区域硅薄膜的微区喇曼散射研究

物理学报 2002年第8期51卷 1811-1815页

作者：张世斌廖显伯安龙杨富华孔光临王永谦徐艳月陈长勇刁宏伟中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心中国科学院半导体所超晶格与微结构国家重点实验室北京100083

通过改变氢气对硅烷气体的稀释程度 ,并保持其他的沉积参量不变 ,用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)方法成功地制备出处于非晶微晶相变过渡区域的硅薄膜样品 .测量了样品的室温光电导和暗电导 ,样品的光电性能优越 ,在 5 0mW·cm- 2... 详细信息

通过改变氢气对硅烷气体的稀释程度 ,并保持其他的沉积参量不变 ,用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)方法成功地制备出处于非晶微晶相变过渡区域的硅薄膜样品 .测量了样品的室温光电导和暗电导 ,样品的光电性能优越 ,在 5 0mW·cm- 2 的白光照射下 ,光电导和暗电导的比值达到 10 6 .在室温下用微区喇曼谱研究了薄膜的微结构特性 ,用高斯函数对喇曼谱进行了拟合分析 .结果表明 ,在我们的样品制备条件下 ,当H2 和SiH4 的流量比R较小时 ,样品表现出典型的非晶硅薄膜的结构特性 ;随流量比R的增大 ,薄膜表现出两相结构 ,其中的微晶成分随氢稀释比的增大逐渐增多 ;用量子尺寸效应估算了两个高氢稀释样品 (R >5 0 )中微晶粒的平均尺寸大小为 2 4nm左右 ;

关键词：非晶/微晶过渡区非晶硅薄膜喇曼散射微结构

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非晶硅/晶体硅异质结太阳电池计算机模拟

太阳能学报 2003年第Z1期24卷 9-13页

作者：胡志华廖显伯刁宏伟曾湘波徐艳月张世斌孔光临中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心表面物理国家重点实验室北京100083 云南师范大学太阳能研究所昆明650092 中国科学院半导体研究所凝聚态物理中心表面物理国家重点实验室北京100083

运用AMPS程序模拟计算了p-型非晶硅/n-型晶体硅HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)异质结太阳电池的光伏特性.通过对不同带边补偿情况下的计算结果同文献报道相比较,得出导带补偿小部分(0.18eV),价带补偿大部分(0.5eV)的基... 详细信息

运用AMPS程序模拟计算了p-型非晶硅/n-型晶体硅HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)异质结太阳电池的光伏特性.通过对不同带边补偿情况下的计算结果同文献报道相比较,得出导带补偿小部分(0.18eV),价带补偿大部分(0.5eV)的基本结论.同时还证实,界面态是决定电池性能的关键因素,显著影响电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF).最后计算了这种电池理想情况下(无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1)的理论效率Eff=27%(AM1.5 100MW/cm2 0.40～1.10μm波段).

关键词：太阳电池 a-Si:H/c-Si异质结计算机模拟

Light-Induced Changes in a-Si∶H Films Studied by Transient Photoconductivity

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Journal of Semiconductors 2002年第8期23卷 794-799页

作者：张世斌孔光临徐艳月王永谦刁宏伟廖显伯中国科学院半导体所表面物理实验室凝聚态物理中心北京100083

Light induced changes in a-Si∶H films are investigated by transient *** transient photoconductivity decay data can neither be fit well by common power-law for transient photocurrent in amorphous semiconductors,nor by stretched exponential rule for transient decay from the steady state in ***,the data are fit fairly well with a sum of two exponential *** results show that the long time decay is governed by deep traps rather than band tail states,and two different traps locating separately at 0.52 and 0.59eV below E _c are responsible for the two exponential *** are designated as negatively charged dangling bond D - *** light-induced changes in photoconductivity are attributed mainly to the decrease in electron lifetime caused by the increase of recombination centers after light soaking.

关键词： amorphous silicon transient photoconductivity light-induced change