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用于高效非晶硅异质结太阳能电池的掺杂氢化纳米晶氧化硅层
摘要： 氢化纳米晶氧化硅（nc-SiOx:H）层在硅异质结（SHJ）太阳能电池的载流子选择性接触中展现出优异的光电性能。然而，在本征氢化非晶硅（(i)a-Si:H）层上生长薄层（小于20纳米）时，既要实现高导电性又要保持晶体硅（c-Si）的钝化质量，在技术上具有挑战性。本文评估了基于高透明nc-SiOx:H层的SHJ接触堆栈光电参数优化策略。通过等离子体增强化学气相沉积法，我们首先研究了主要沉积条件的变化对光电参数的影响，制备出折射率低于2.2且暗电导率高于1.00 S/cm的薄膜。随后评估了掺杂层沉积前后不同表面处理工艺的电学特性。值得注意的是，我们将n型和p型接触的暗电导率分别从0.79提升至2.03 S/cm、从0.02提升至0.07 S/cm。研究发现(i)a-Si:H沉积后的界面处理不仅能促进纳米晶快速形核，还能改善c-Si钝化质量。由此，前/背接触电池的填充因子绝对值提升了13.5%，从65.6%增至79.1%。我们分别实现了前结和后结结构21.8%与22.0%的转换效率?；趎c-SiOx:H的接触堆栈光学优势显著：相比(n)a-Si:H，其短路电流密度平均提高1.5 mA/cm2，电池效率绝对值提升近1%。
关键词： 硅异质结（SHJ）、载流子选择性接触（CSCs）、界面处理、光电特性、氢化纳米晶氧化硅（nc-SiOx:H）
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过等离子体增强原子层沉积法对不同化学计量比的SiOx薄膜进行系统研究及其在SiOx/SiO2超晶格中的应用
摘要： 通过原子级厚度控制，使原子层沉积技术在制备高质量超晶格方面具有显著优势。然而精确调控薄膜化学计量比极具挑战性。本研究采用等离子体增强原子层沉积法制备了不同化学计量比的SiOx薄膜。通过系统优化温度、前驱体脉冲时间及气体流量等参数，成功制备出化学计量比SiO2及非化学计量比SiO1.8和SiO1.6薄膜。首先运用X射线光电子能谱分析这些薄膜的元素含量与化学键合能，继而通过原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线反射率和椭圆偏振光谱等技术，全面研究了SiOx薄膜的形貌、结构、组分及光学特性。实验结果表明：SiO1.8和SiO1.6的质量密度与折射率均低于SiO2薄膜。椭圆偏振光谱数据与X射线光电子能谱O 1s分析共同证实其带隙宽度变化规律——随着SiOx薄膜中氧浓度降低，带隙宽度随之减小。在获得富硅氧化薄膜沉积工艺后，我们制备了SiO1.6/SiO2超晶格并利用光致发光光谱表征其发光特性。较弱的PL强度表明：需要通过进一步优化等离子体增强原子层沉积工艺来更大程度降低SiOx薄膜中的x值，从而提升SiOx/SiO2超晶格的光致发光性能。
关键词： 等离子体增强原子层沉积（PEALD）、化学计量比、SiOx、SiO2、超晶格
更新于2025-09-23 21:12:53
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一种用于背发射极硅异质结太阳能电池前表面场钝化隧穿氧化物的原位形成工艺
摘要： 开发了一种通过CO2等离子体处理本征氢化非晶硅来形成超薄氧化硅（SiOx）层（即钝化隧穿层PTLs）的新方法，用于制备钝化隧穿接触。这些接触是通过沉积PTL/n型氢化纳米晶硅层（nc-Si:H(n)）/c-Si(n)叠层形成的。结果表明，较高的CO2等离子体处理压力更有利于在氧化硅薄膜中形成富氧组分（含Si2+、Si3+和Si4+峰），并使PTL/c-Si异质界面更平滑。具有更高氧化态和更低表面粗糙度的PTLs对c-Si表面钝化表现出优势，最大隐含开路电压约为743 mV。采用nc-Si:H(n)/PTL/c-Si(n)作为钝化隧穿接触时，获得了最低约60 mΩcm2的接触电阻率。最重要的是，原位工艺有助于防止器件制备过程中异质界面的污染。
关键词： 钝化隧穿层（PTL）、氧化硅（SiOx）、二氧化碳等离子体处理、硅表面钝化
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于SiOx的阻变存储器中循环间不稳定性的仿真：采用具有长期变化的自相关过程
摘要： ReRAM器件中出现的循环间（C2C）电流波动不仅是低维导电结构中电子传输固有的随机特性，也是用于表征阻变过程中器件演化的测量协议所导致的结果。在后一种情况下，C2C变化取决于形成跨越介电薄膜导电细丝的离子或空位的特定排列方式。本研究采用具有长期变异的离散一阶自回归模型AR(1)来表征高阻态电流的随机与"确定性"行为。通过量子点接触模型模拟SiOx中介电材料内具有波动限制势垒高度的细丝电子传输，从而实现C2C不稳定性的仿真。该方法力求简洁，因其目标应用场景为需避免复杂耗时计算的电路仿真环境。
关键词： MIM、阻变、SiOx、可变性
更新于2025-09-09 09:28:46
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铂基底上电沉积光活性SiOx薄膜的化学与形貌表征
摘要： 在铂（Pt）基底上电沉积的SiOx薄膜在水溶液和有机溶液中均表现出n型光活性。这些薄膜是通过在-2.25至-2.75 V电位范围内恒电位沉积获得的。根据傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析，电沉积机制涉及与所用电解质及作为氧和氢来源的微量水的反应。在-2.75 V电位下沉积的薄膜光活性降低。观测到的最高光电流约为60 μA/cm2，出现在有机溶液中。通过XPS技术测定的带隙能量分别为：-2.25 V、-2.5 V和-2.75 V电位下沉积的薄膜约2.5 eV、2.3 eV和3.7 eV?；怨夥诺绻庋Х⑸涔馄祝℅D-OES）检测了薄膜中Si、O和H的深度分布，显示薄膜厚度约为0.4 μm。n型光活性与水溶液（0.1 M HClO?，pH 1）中的析氧反应相关，而光电流随时间变化的不稳定性则与扫描电子显微镜（SEM）观察到的薄膜形貌变化及XPS和FTIR光谱检测到的氧化现象有关。
关键词： 氧化硅，X射线光电子能谱，SiOx，光活性，铂，电沉积
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过HFCVD法制备的SiOx薄膜在PN结上应用所产生的下转换效应
摘要： 在硅太阳能电池上采用非化学计量比的氧化硅（SiOx）顶层薄膜，通过下转换效应改善其电学性能。该SiOx薄膜通过热丝化学气相沉积（HFCVD）工艺制备，通过调节氢气流速（HF）、丝源距离与源衬底距离等参数（进而控制不同温度），利用能谱仪（EDS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明：随着上述参数变化，薄膜中原子硅含量发生改变。透射光谱显示其在紫外区透射率为0%。当受紫外光激发时，SiOx薄膜呈现400-900nm宽波段光致发光（PL）。将这些SiOx薄膜作为顶层涂层应用于硅基pn结以制备太阳能电池，测得其J-V特性曲线、外量子效率（EQE），以及开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）、光电转换效率（η）和填充因子（FF）。具有最强PL效应的SiOx顶层涂层太阳能电池展现出最高效率，最优参数为：η=5.9%、Voc=480mV、Jsc=27mA/cm2、Pmax=5.5mW、FF=0.4。
关键词： SiOx（一氧化硅）、太阳能电池、下转换、热丝化学气相沉积（HFCVD）
更新于2025-09-09 09:28:46