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一种新型硅异质结IBC工艺流程：通过部分刻蚀掺杂非晶硅氢化物（a-Si:H）实现空穴接触与电子接触的原位切换，效率接近23%
摘要： 我们提出一种新型工艺流程，用于简化硅异质结叉指背接触（HJ IBC）电池的背面图形化。该方法通过SiOx硬掩模对a-Si:H(i/p+)叠层进行选择性刻蚀，仅去除p+ a-Si:H层并替换为n+ a-Si:H层，从而在原位实现a-Si:H(i/p+)空穴接触与a-Si:H(i/n+)电子接触的叉指条转换，无需完全移除钝化层。这消除了干法刻蚀后的离线湿法清洗步骤，同时避免了背面制程中晶体硅表面的再次暴露。通过精准控制的工艺，整个背面制程序列中均保持高质量钝化效果，从而获得高开路电压（VOC）。部分刻蚀路径的电池因电子接触处略高的接触电阻导致串联电阻相关的填充因子（FF）轻微损失，但相较于参比电池，其J02型复合导致的FF损失更低。最终部分刻蚀路径的最佳电池效率达22.9%，开路电压729 mV，与最佳参比电池几乎持平，证明所开发的部分刻蚀工艺能以更简单、经济且快速的流程实现媲美参比电池的性能。
关键词： 交叉指型背接触（IBC）、氢等离子体、非晶硅、异质结、干法刻蚀、工艺简化、NF3/氩等离子体、原位加工
更新于2025-09-23 15:23:52
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纳米级非晶硅层中锂渗透率的增加
摘要： 研究了温度高达500°C（773 K）条件下，锂通过12至95纳米厚度纳米级非晶硅层的渗透行为。实验中将硅层嵌入富集6Li和7Li同位素的氧化物基锂储层之间，通过二次离子质谱分析热诱导同位素交换（经硅层及界面），进而计算锂渗透率。结果表明：硅与锂金属氧化物界面不阻碍锂渗透，硅中的锂扩散控制整体过程。测得锂渗透率随硅层厚度减小呈数量级急剧上升，同时锂渗透活化焓降低。这些现象可通过高硅厚度时陷阱限制的慢速锂扩散，向低硅厚度时隔位快速锂扩散的渐进转变来解释。
关键词： 锂渗透、纳米级层状结构、锂渗透性、陷阱限制扩散、非晶硅、二次离子质谱法、同位素交换、间隙扩散
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于双面混合双金属纳米光栅的薄膜非晶硅太阳能电池高效宽带光吸收
摘要： 薄膜太阳能电池（TFSCs）因厚度较小导致光吸收能力差，这限制了其大部分实际应用。等离子体纳米颗粒产生的表面等离激元为以低成本、可扩展的方式对TFSCs进行光学调控提供了机遇。在此，我们开展了一项系统模拟研究，通过引入双面等离子体双金属（铝-铜）纳米光栅来提高非晶硅（a-Si）的吸收效率。上排光栅与减反射涂层共同作用，以最小化反射损耗并增强有源层对低波长可见光谱的吸收。下排光栅则负责增加有源层对长波长光子的吸收。通过这种方式，原本在长波长区域吸光能力差的a-Si如今能够吸收670 - 1060 nm的宽带光，平均模拟吸收率超过70%，模拟光电流密度也分别提高到22.30 mA·cm?2。此外，模拟结果表明，所提出的结构还展现出许多其他优异特性，如小入射角不敏感性、可调谐性以及显著的结构参数耐受性。这种设计理念具有很强的通用性，可推广到其他薄膜太阳能电池中。
关键词： 非晶硅、薄膜太阳能电池、等离子体纳米粒子、双金属纳米光栅、光吸收
更新于2025-09-23 15:21:01
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耐湿热、高效率、工业尺寸硅异质结太阳能电池
摘要： 硅异质结（SHJ）太阳能电池在晶体硅太阳能电池中保持着功率转换效率（PCE）的最高纪录。然而，非晶硅是一种典型的高熵亚稳态材料。湿热老化实验表明，非晶/晶体硅界面易受水分影响，这可能是其大规模生产面临的最大障碍。通过覆盖SiNx和SiOx介质层，预计安装30年后绝对PCE衰减仅为0.6%。这证明SHJ太阳能电池是下一代光伏技术的极具前景的候选方案。
关键词： 高效率、非晶硅、大规模生产、湿热稳定性、硅异质结太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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极低吸收的非晶硅：在引力天文学中超越热噪声
摘要： 非晶硅在基础研究和工业领域具有诸多应用的理想特性。然而其光学吸收率通常过高，这对引力波探测尤为不利。我们报道了一种新型离子束沉积法，可制备出具有前所未有的低未配对电子自旋密度和光学吸收率的非晶硅，首次突破了吸收率的自旋限制。在低未配对电子密度条件下，吸收率不再与电子自旋相关，而是取决于电子迁移率带隙。相比标准离子束沉积法，该方法在1550纳米波长处的吸收率降低了约100倍。这一突破表明非晶硅可作为近红外应用中的高性能光学镀膜材料，同时也为未来引力波探测器提供了重要的概念验证。
关键词： 非晶硅、热噪声、引力波探测、离子束沉积、光吸收
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019年第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019年6月16日-2019年6月21日)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 高纬度地区纹理化双面硅异质结太阳能电池的角度依赖性
摘要： 高纬度地区的双面光伏系统由于高反照率的积雪覆盖和较高比例的散射光，可实现25-45%的双面增益。我们研究了不同纹理结构双面硅异质结太阳能电池的角度性能，以理解高纬度环境对光学损耗的影响。对于圆锥形和金字塔形纹理设计，在大入射角时效率会下降，这主要是由于反射率增加所致，不过所有表面类型通过前表面膜层的光程变长也会增加紫外线损耗。在80°入射角和25°C条件下，随机金字塔纹理表面因外量子效率变化导致短路电流降低幅度小于7%。通过将模拟结果与硅异质结电池实测的外量子效率进行对比，发现随着入射角增大呈现相似趋势。当从大气质量1.5变化到5时，在大入射角下也观察到短路电流相对降低幅度小于1%。这些结果将为该应用场景下的未来太阳能异质结设计提供参考，并用于优化年度发电量计算。
关键词： 光伏电池、双面光伏技术、氧化铟锡、非晶硅、光线追踪、硅太阳能电池、纹理结构、入射角、异质结电池、大气质量
更新于2025-09-23 15:19:57
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飞秒激光辐照下非晶硅及掺银非晶硅薄膜的非均匀结晶
摘要： 最近研究了飞秒激光辐照下a-Si和a-Si:Ag薄膜的结晶现象。通过光学显微镜和激光拉曼光谱分别发现，这两种非晶薄膜均存在不均匀结晶现象。每个脉冲光斑区域的结晶程度随激光辐照能量扩散从中心向边缘逐渐减弱。与a-Si:Ag薄膜相比，a-Si薄膜的激光诱导结晶起始更早且发展更广泛，而银纳米颗粒对a-Si:Ag薄膜中a-Si的结晶具有一定抑制作用。
关键词： 非晶硅，掺银非晶硅，飞秒激光，结晶，拉曼光谱
更新于2025-09-23 15:19:57
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非晶硅薄膜上多脉冲干涉飞秒激光制备超表面的光学与结构现象
摘要： 通过可见光波段（波长515纳米）飞秒激光三光束干涉，在50纳米氢化非晶硅薄膜中实验研究了不同曝光条件下六边形纳米孔阵列（超表面）的形成过程。扫描电子显微镜、光学显微镜以及光学透射反射微区光谱表征显示：固定能量激光脉冲数量的增加会促使薄膜及整体超表面逐渐蒸发形成纳米孔。拉曼微区光谱则揭示了晶体相体积含量同步增长的现象。
关键词： 纳米孔、飞秒激光、非晶硅、超表面、干涉
更新于2025-09-23 15:19:57
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热半干旱气候下mc-Si、a-Si和HIT光伏阵列的运行性能与退化影响生命周期环境-经济指标
摘要： 针对光伏(PV)运行气候区特性的生命周期指标演变研究，可深入揭示其环境与经济性能表现。当前大量文献仅关注光伏生命周期指标的输出能量而忽略衰减率(DR)影响。本研究在相同环境条件下，对多晶硅(mc-Si)、非晶硅(a-Si)和本征薄层异质结(HIT)三种光伏技术开展环境-经济分析，基于印度炎热半干旱气候安装现场实时监测数据，评估了三种技术的能量性能参数与衰减率。评估表明：在印度炎热半干旱气候下，HIT光伏组件技术较mc-Si和a-Si系统更具适用性。其能量指标——能量回收期(EPBT)为1.0年、能量产出因子(EPF)达24.93、生命周期转换效率(LCCE)为0.15，均优于对比技术；且在同等气候条件下，HIT系统减排CO2及获取碳信用的潜力更高。但就年均化统一成本(UAC)而言，mc-Si(3.60卢比/千瓦时)和a-Si(3.40卢比/千瓦时)较HIT(6.63卢比/千瓦时)更具经济可行性。研究表明：采用考虑衰减率影响的生命周期指标评估方法，较传统方式更能有效识别特定光伏技术的适宜部署区域。
关键词： 年化统一成本、非晶硅、晶体太阳能电池、生命周期评估、光伏电池、能源回收期、生命周期指标、HIT（异质结）、光伏系统、衰减率
更新于2025-09-23 15:19:57
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照明闪烁：室内光伏电池特性测试中的盲点
摘要： 脉宽调制（PWM）驱动在新兴的固态或LED照明中十分常见。与传统照明设备不同，PWM驱动的LED峰值照度强度可达平均照度强度的百倍，从而产生强烈的照明闪烁。本研究探讨了这种闪烁对室内非晶硅（a-Si）光伏电池性能的影响。研究发现，非晶硅光伏电池的功率转换效率并非取决于平均照度强度，而是取决于峰值照度强度。因此，当峰值照度强度高到足以降低光伏电池性能时，室内光伏电池在PWM驱动的固态照明下可能会出现严重的性能不佳。
关键词： 灯光闪烁、功率转换效率、非晶硅、室内光伏电池、脉宽调制驱动的LED
更新于2025-09-23 15:19:57