研究目的
研究掺硼p型Cu2O薄膜作为c-Si异质结太阳能电池高效空穴选择性层的应用。
研究成果
掺硼氧化亚铜薄膜已被证实是c-Si异质结太阳能电池中高效空穴选择性层。性能提升归因于硼掺杂带来的电学特性改善。这种新型三价地壳丰度p型Cu2O:B薄膜作为空穴选择性层的可行性已得到验证。
研究不足
溅射损伤以及溅射过程中的紫外线光子对Si-Cu2O:B界面产生不利影响。电池的全部潜力仍受限于表面缺陷态。
1：实验设计与方法选择
采用射频磁控溅射技术在氧气和氩气环境中沉积了Cu2O及Cu2O:B薄膜，研究了掺杂与未掺杂薄膜的光电特性。
2：样品选择与数据来源
使用(100)晶向的平面区熔c-Si(n)硅片制备太阳能电池，通过椭偏仪和触针式膜厚仪测量沉积薄膜厚度。
3：实验设备与材料清单
采用99.99%纯度的Cu和B靶材进行沉积，设备包括椭偏仪(J A Woolam Alpha SE)、触针式膜厚仪(Dektak6M)、霍尔测量仪(Ecopia HMS-3000)、X射线衍射仪(PANalytical X’Pert PRO系统)、拉曼光谱仪(Horiba Jobin-Yvon LabRam HR)、X射线光电子能谱与紫外光电子能谱(Kratos Analytical AMICUS光谱仪)、紫外-可见-近红外分光光度计(Jasco V-570)、原子力显微镜(Keysight 5500)、场发射扫描电镜(Carl Zeiss Sigma)、少子寿命测试仪(Sinton WCT 120)以及半导体参数分析仪(Keithley 2400)。
4：实验流程与操作步骤
对硅片单面进行随机纹理化处理以增强光吸收，经标准RCA1和RCA2清洗后浸入2%氢氟酸溶液，沉积薄SiOx隧穿氧化层防止铜扩散，溅射ITO作为顶电极/减反射层，最后蒸发金属电极完成电池制备。
5：数据分析方法
结合紫外-可见-近红外光谱、UPS和XPS测量分析Cu2O:B/Si异质结的能带排列，计算价带偏移量和导带偏移量。
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Jasco V-570
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Measurement of the thickness of the deposited films
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Ecopia
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Horiba Jobin-Yvon
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Elemental composition and band bending analysis
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Sinton
Lifetime measurement
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