RF-PECVD制备微晶硅薄膜的X射线衍射研究 被引量：3

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作者 蔡宏琨 张德贤 +4 位作者 何青 赵飞 陶科 席强 孙云 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期545-549,共5页

采用X射线衍射(XRD)技术连续扫描法和薄膜衍射法对RF-PECVD制备的微晶硅薄膜结构进行了研究。改变硅烷浓度和反应功率,控制薄膜的生长速率,已达到制备不同材料的目的。根据硅基薄膜的电学特性和XRD测试,随着反应功率的增加,硅基薄膜的... 采用X射线衍射(XRD)技术连续扫描法和薄膜衍射法对RF-PECVD制备的微晶硅薄膜结构进行了研究。改变硅烷浓度和反应功率,控制薄膜的生长速率,已达到制备不同材料的目的。根据硅基薄膜的电学特性和XRD测试,随着反应功率的增加,硅基薄膜的生长速率不断提高,微晶硅薄膜的晶化程度不断增大。 展开更多

关键词 X射线衍射(XRD) 氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜 氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜 晶粒尺寸

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基于热光伏电池GaSb多晶薄膜的可控生长（英文） 被引量：2

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作者 蔡宏琨 李涛 +3 位作者 吴限量 张德贤 倪牮 张建军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期391-395,共5页

采用物理气相沉积(PVD)法在ITO透明导电衬底上制备GaSb多晶薄膜.研究了衬底温度及薄膜厚度对GaSb薄膜结构特性、电学特性以及光学特性的影响.在一定条件下生长的GaSb薄膜择优取向由GaSb(111)晶向转变为GaSb(220)晶向,这是在玻璃衬底上生... 采用物理气相沉积(PVD)法在ITO透明导电衬底上制备GaSb多晶薄膜.研究了衬底温度及薄膜厚度对GaSb薄膜结构特性、电学特性以及光学特性的影响.在一定条件下生长的GaSb薄膜择优取向由GaSb(111)晶向转变为GaSb(220)晶向,这是在玻璃衬底上生长GaSb薄膜没有发现的现象.择优取向改变为(220)晶向的GaSb薄膜具有更高的霍尔迁移率.因为这种薄膜材料具有更少的晶粒间界和更少的缺陷.经优化后的GaSb薄膜的光学吸收系数在104cm^(-1)以上,适用于热光伏薄膜太阳电池中. 展开更多

关键词 GaSb薄膜 择优取向 热光伏(TPV)

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P型微晶硅薄膜材料性能的研究 被引量：2

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作者 蔡宏琨 张德贤 +3 位作者 冯凯 齐龙茵 王雅欣 孙云 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期927-930,共4页

本文讨论了P型微晶硅薄膜性能随硅烷浓度(SC)的变化。采用X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪和傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行了表征。随硅烷浓度的增加,微晶硅薄膜材料的生长速率和暗电导率(σd)逐渐增大,光学带隙逐渐降... 本文讨论了P型微晶硅薄膜性能随硅烷浓度(SC)的变化。采用X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪和傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行了表征。随硅烷浓度的增加,微晶硅薄膜材料的生长速率和暗电导率(σd)逐渐增大,光学带隙逐渐降低。当硅烷浓度为2.0%时,硅基薄膜材料是以非晶硅为主并有散落的微晶硅颗粒的非晶硅结构。当硅烷浓度为1.5%时,硼的掺杂效率最大,同时可观察到硼抑制薄膜晶化的现象。 展开更多

关键词 太阳电池 微晶硅 非晶硅

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P型微晶硅碳的性能研究及其在柔性衬底太阳电池中的应用

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作者 蔡宏琨 陶科 +2 位作者 赵敬芳 胡居涛 张德贤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1841-1844,共4页

采用RF-PECVD技术,将甲烷(CH4)作为碳的掺杂源沉积P型微晶硅碳薄膜材料,主要讨论P型微晶硅碳材料的结构和性能随CH4掺杂量的变化。采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪和傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行表征。随CH4掺杂... 采用RF-PECVD技术,将甲烷(CH4)作为碳的掺杂源沉积P型微晶硅碳薄膜材料,主要讨论P型微晶硅碳材料的结构和性能随CH4掺杂量的变化。采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪和傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行表征。随CH4掺杂量的增加,材料的暗态电导率σd减小,薄膜的晶化程度降低。通过调整CH4的掺杂量得到暗态电导率σd为0.15S/cm和光学带隙Eg大于2.0eV的P型微晶硅碳材料。将其应用到PEN柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池上,得到电池效率为5.87%。 展开更多

关键词 微晶硅碳薄膜 太阳电池 柔性衬底 PEN

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柔性衬底硅基薄膜太阳电池阻挡层的研究

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作者 蔡宏琨 张德贤 +5 位作者 冯凯 齐龙茵 宁豪 王雅欣 窦伟山 孙云 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期687-690,共4页

研究了不同厚度的ZnO阻挡层对柔性衬底倒结构太阳电池的性能及均匀性的影响。在此基础上,使用金属镍(Ni)代替ZnO作为背电极和硅基薄膜之间的阻挡层,改善了太阳电池的均匀性。在聚酰亚胺柔性衬底上采用PECVD法制备出了面积为4cm×4c... 研究了不同厚度的ZnO阻挡层对柔性衬底倒结构太阳电池的性能及均匀性的影响。在此基础上,使用金属镍(Ni)代替ZnO作为背电极和硅基薄膜之间的阻挡层,改善了太阳电池的均匀性。在聚酰亚胺柔性衬底上采用PECVD法制备出了面积为4cm×4cm、重量比功率超过200W/kg的倒结构硅基薄膜太阳电池。 展开更多

关键词 金属镍(Ni) 氧化锌(ZnO) 聚酰亚胺 太阳电池

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PECVD法制备微晶硅薄膜的研究

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作者 蔡宏琨 郝延明 +1 位作者 张德贤 林列 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期1938-1940,共3页

对等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)制备的微晶硅(μc-Si)薄膜的电导率、光学带隙和晶化率随温度和功率的变化规律进行了研究.从拉曼谱中可以明显看出,随着功率的增大,N型材料的非晶肩逐渐减小,材料的晶化率增大.随着温度的升高,P... 对等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)制备的微晶硅(μc-Si)薄膜的电导率、光学带隙和晶化率随温度和功率的变化规律进行了研究.从拉曼谱中可以明显看出,随着功率的增大,N型材料的非晶肩逐渐减小,材料的晶化率增大.随着温度的升高,P型材料的暗电导率和激活能都是先升高后降低. 展开更多

关键词 太阳电池 微晶硅 电导率 光学带隙

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柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池量子效率的研究 被引量：5

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作者 张德贤 薛颖 +5 位作者 蔡宏琨 陶科 姜元建 赵敬芳 王林申 隋妍萍 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期407-410,415,共5页

量子效率是太阳电池对光的吸收能力的评定标准之一。本文通过对柔性衬底倒结构n-i-p非晶硅薄膜太阳电池量子效率的测量,同时结合本征材料吸收特性,讨论了衬底温度和反应压强对太阳电池量子效率的影响。结果表明:本征非晶硅薄膜的吸收特... 量子效率是太阳电池对光的吸收能力的评定标准之一。本文通过对柔性衬底倒结构n-i-p非晶硅薄膜太阳电池量子效率的测量,同时结合本征材料吸收特性,讨论了衬底温度和反应压强对太阳电池量子效率的影响。结果表明:本征非晶硅薄膜的吸收特性是影响太阳电池量子效率的主要因素,同时光生载流子在本征层和界面处的复合也会对太阳电池的量子效率有所影响。经过反应条件优化得到了转换效率为5.67%的聚酰亚胺衬底太阳电池。 展开更多

关键词 柔性衬底 n-i-p太阳电池 量子效率 非晶硅薄膜

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氢气氛退火对硅上低温外延制备的硅锗薄膜性能的影响 被引量：3

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作者 王锦 陶科 +2 位作者 李国峰 梁科 蔡宏琨 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期191-196,共6页

采用反应型热化学气相沉积系统在硅(100)衬底上外延生长富锗硅锗薄膜。四氟化锗作为锗源,乙硅烷作为还原性气体。通过设计表面反应,在低温条件下(350℃)制备了高质量的富锗硅锗薄膜。研究了氢退火对低温硅锗外延薄膜微结构和电学性能的... 采用反应型热化学气相沉积系统在硅(100)衬底上外延生长富锗硅锗薄膜。四氟化锗作为锗源,乙硅烷作为还原性气体。通过设计表面反应,在低温条件下(350℃)制备了高质量的富锗硅锗薄膜。研究了氢退火对低温硅锗外延薄膜微结构和电学性能的影响。结果发现退火温度高于700℃时,外延薄膜的表面形貌随着退火温度的升高迅速恶化。当退火温度为650℃时,获得了最佳的退火效果。在该退火条件下,外延薄膜的螺旋位错密度从3.7×106 cm^(-2)下降到4.3×105 cm^(-2),表面粗糙度从1.27 nm下降到1.18 nm,而外延薄膜的结晶质量也有效提高。霍尔效应测试表明,经退火处理的样品载流子迁移率明显提高。这些结果表明,经过氢退火处理后,反应型热化学气相沉积制备的低温硅锗外延薄膜可以获得与高温下硅锗外延薄膜相比拟的性能。 展开更多

关键词 硅锗薄膜 低温外延 氢退火 螺旋位错

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衬底温度对共蒸发制备GaSb多晶薄膜性质的影响 被引量：2

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作者 隋妍萍 阮建明 +3 位作者 李涛 蔡宏琨 何炜瑜 张德贤 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1115-1119,共5页

采用共蒸发的方法在玻璃衬底上制备出GaSb多晶薄膜材料。研究了薄膜生长速率与衬底温度、Ga源温度和Sb源温度的关系。通过XRD、UV-Vis、Hall效应和AFM等测试方法,研究了衬底温度对于GaSb薄膜的结构特性、光电性质以及表面形貌的影响。G... 采用共蒸发的方法在玻璃衬底上制备出GaSb多晶薄膜材料。研究了薄膜生长速率与衬底温度、Ga源温度和Sb源温度的关系。通过XRD、UV-Vis、Hall效应和AFM等测试方法,研究了衬底温度对于GaSb薄膜的结构特性、光电性质以及表面形貌的影响。GaSb多晶薄膜具有(111)择优取向,薄膜的吸收系数达到105cm-1,晶粒尺寸随衬底温度升高逐渐增大;衬底温度为540℃时,薄膜的迁移率达到127 cm2/V.s,空穴浓度为3×1017 cm-3。 展开更多

关键词 GaSb多晶薄膜 共蒸发 衬底温度

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温度交变环境对薄膜太阳电池相关层材料性能的影响 被引量：1

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作者 郝延明 蔡宏琨 +3 位作者 周严 林波 张德贤 林列 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期1870-1872,共3页

对玻璃衬底上采用PECVD方法在低温条件下制备的太阳电池的各相关层材料的性质在经历一定的温度交变周期以后的变化情况进行了研究.研究结果表明:(1)P、N层材料(μc-Si)在经历温度交变试验过程以后,在测量误差范围内其光、暗电导率无明... 对玻璃衬底上采用PECVD方法在低温条件下制备的太阳电池的各相关层材料的性质在经历一定的温度交变周期以后的变化情况进行了研究.研究结果表明:(1)P、N层材料(μc-Si)在经历温度交变试验过程以后,在测量误差范围内其光、暗电导率无明显变化;(2)Ⅰ层材料(M-Si)在经历温度交变试验过程以后,其光、暗电导率先略有增加(小于5个热循环周期时),之后(大于5个热循环周期时)基本保持恒定;(3)阻挡层ZnO薄膜在经历温度交变试验过程以后,其方块电阻不变但透射系数有所增加,反射系数基本不变;(4)电极ITO在经历温度交变试验过程以后,其方块电阻不变但透射系数有所增加. 展开更多

关键词 薄膜太阳能电池 薄膜材料 温度

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柔性衬底太阳电池陷光结构的研究

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作者 张德贤 蔡宏琨 +4 位作者 隋妍萍 陶科 席强 薛颖 孙云 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-4,共4页

讨论了粗糙聚酰亚胺(PI)衬底和具有较高粗糙度的背反射电极对柔性衬底薄膜太阳电池的影响。选择具有天然纹路的PI作为太阳电池的衬底增加光在电池中的光程。采用热辐射加热蒸发方法显著提高铝背反射电极的粗糙度,它是常规方法制备的约4... 讨论了粗糙聚酰亚胺(PI)衬底和具有较高粗糙度的背反射电极对柔性衬底薄膜太阳电池的影响。选择具有天然纹路的PI作为太阳电池的衬底增加光在电池中的光程。采用热辐射加热蒸发方法显著提高铝背反射电极的粗糙度,它是常规方法制备的约4倍。粗糙PI和背反射电极形成的陷光结构使电池的短路电流提高了2mA/ cm^2,量子响应(QE)短波部分得到提高且最高点红移。经QE和原子力测试表明,电池效率提高的主要原因是粗糙的背反射电极导致面电极ZnO的形貌发生明显变化所致。 展开更多

关键词 太阳电池 柔性衬底 陷光结构 粗糙度

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背接触势垒对a-Si∶H/c-Si异质结太阳电池性能的影响

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作者 王奉友 张德贤 +3 位作者 蔡宏琨 苏超 于倩 胡楠 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期275-279,共5页

由载流子输运理论推出a-Si∶H/c-Si异质结太阳电池的背接触势垒是其J-V曲线出现S-shape现象的原因之一,此时电池内部存在两个串联反偏的二极管,阻碍载流子输运。通过模拟计算验证该结论,发现硅基异质结太阳电池背接触产生的肖特基势垒... 由载流子输运理论推出a-Si∶H/c-Si异质结太阳电池的背接触势垒是其J-V曲线出现S-shape现象的原因之一,此时电池内部存在两个串联反偏的二极管,阻碍载流子输运。通过模拟计算验证该结论,发现硅基异质结太阳电池背接触产生的肖特基势垒高度存在最大临界值,高于此值则电池的开路电压、填充因子和转换效率会急剧衰减,而短路电流密度基本不变。 展开更多

关键词 异质结 太阳电池 背接触 模拟计算

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单晶硅表面制绒及其特性研究 被引量：5

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作者 戴小宛 张德贤 +3 位作者 蔡宏琨 仲玉泉 于倩 苏超 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期308-313,共6页

研究了在不同的碱液(NaOH,Na2CO3,NaHCO3,Na2SiO3,Ca(OH)2,CH3COONa)和异丙醇(IPA)制绒下单晶硅表面金字塔结构的变化情况,使用分光光度计测量了不同结构表面的反射率变化。结果表明,金字塔绒面的表面反射率与金字塔结构及大小分布情况... 研究了在不同的碱液(NaOH,Na2CO3,NaHCO3,Na2SiO3,Ca(OH)2,CH3COONa)和异丙醇(IPA)制绒下单晶硅表面金字塔结构的变化情况,使用分光光度计测量了不同结构表面的反射率变化。结果表明,金字塔绒面的表面反射率与金字塔结构及大小分布情况有关,实验中获得的最低表面反射率为7.8%。金字塔结构断面SEM图显示金字塔顶角在断面上的投影角度不会随反应条件和金字塔大小改变,维持在80°左右。最后,通过制绒后硅片表面金字塔形貌的扫描电镜图样和反射率的分析,提出了织构率α的概念,得到了快速了解单晶硅表面金字塔覆盖率的方法。 展开更多

关键词 单晶硅 陷光结构 织构率 反射率

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共蒸发制备GaSb多晶薄膜的研究 被引量：3

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作者 阮建明 隋妍萍 +3 位作者 李涛 何炜瑜 蔡宏琨 张德贤 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期442-445,共4页

GaSb的禁带宽度为0.72eV,是热光伏电池的理想材料。采用共蒸发的方法,在普通玻璃衬底上生长GaSb多晶薄膜。通过XRD谱、Hall及透射反射谱测试,研究了Ga、Sb源的蒸发温度、衬底温度以及薄膜厚度对薄膜的结构特性和光电特性的影响。研究表... GaSb的禁带宽度为0.72eV,是热光伏电池的理想材料。采用共蒸发的方法,在普通玻璃衬底上生长GaSb多晶薄膜。通过XRD谱、Hall及透射反射谱测试,研究了Ga、Sb源的蒸发温度、衬底温度以及薄膜厚度对薄膜的结构特性和光电特性的影响。研究表明,随衬底温度的升高、薄膜厚度的增加,晶粒尺寸逐渐增大;随衬底温度的升高、Ga源温度的降低以及厚度的增加,迁移率逐渐上升,迁移率最高可达172cm2/(V.s);随衬底温度的降低、Ga源温度的提高以及厚度的增加,载流子浓度逐渐增加。 展开更多

关键词 GaSb多晶薄膜 共蒸发 HALL XRD

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不同金属掺杂的五氧化二钒在水系锌离子电池中的应用

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作者 孙庆贺 胡靓 +2 位作者 蔡宏琨 倪牮 张建军 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第4期718-724,共7页

随着新能源的不断发展,对新型储能设备需求不断增加。可充电水系锌离子电池(ZIBs)因价格低廉、储量丰富和绿色环保等优点备受关注。五氧化二钒具有独特的层状结构,利于锌离子的嵌入/脱出。通过水热法制备V_(2)O_(5)、Ag_(0.3)V_(2)O_(5)... 随着新能源的不断发展,对新型储能设备需求不断增加。可充电水系锌离子电池(ZIBs)因价格低廉、储量丰富和绿色环保等优点备受关注。五氧化二钒具有独特的层状结构,利于锌离子的嵌入/脱出。通过水热法制备V_(2)O_(5)、Ag_(0.3)V_(2)O_(5)(AVO)、Mg_(0.25)V_(2)O_(5)(MVO)并应用于水系锌离子电池中,XRD、SEM、TEM等测试分析了材料形貌和结构,金属Ag和Mg元素的掺杂有效改善了五氧化二钒纳米线形貌结构,并取得优异的电化学性能。深入探究电池内部反应机理,发现了Zn_(2)(V_(3)O_(8))2中间相形成对材料性能产生的影响。不同价态的离子掺杂对钒基氧化物形貌和电化学性能产生了不同的影响,体现的金属离子“支柱效应”显著改善了电池的容量和寿命。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 V_(2)O_(5) 正极材料 电化学性能 反应机理

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