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双添加剂处理电子传输层富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯对钙钛矿太阳能电池性能的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京交通大学、发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044, [2]石家庄铁道大学数理系应用物理研究所,石家庄050043, [3]河北汉盛光电科技有限公司,衡水053000
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61575019)资助的课题
中文摘要:

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,利用二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、硅烷(SiH4)和乙硼烷(B2H6)作为气源,制备出一系列p型氢化硅氧薄膜.利用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和暗电导测试,研究了不同二氧化碳流量对薄膜材料结构和光电特性的影响,获得了从纳米晶相向非晶相转变的过渡区P层.研究表明:随着二氧化碳流量从0增加到1.2 cm^3·min^-1,拉曼光谱的峰值位置从520 cm~(-1)逐渐移至480 cm^-1.材料红外光谱表明,随着二氧化碳流量的增加,薄膜中的氧含量逐渐增加,氢键配置逐渐由硅单氢键转换为硅双氢键.P层SiO:H薄膜电导率从3S/cm降为8.3×10^-6S/cm.所有p型SiO:H薄膜的光学带隙(Eopt)都在1.82—2.13 eV之间变化.在不加背反射电极的条件下,利用从纳米晶相向非晶相转变的过渡区P层作为电池的窗口层,且在P层和I层之间插入一定厚度的缓冲层,制备出效率为8.27%的非晶硅薄膜电池.

英文摘要:

P-type hydrogenated silicon oxide(p-SiOx:H) films are prepared by radio frequency plasma enhanced chemical deposition with various CO2 flow rates. We use gas mixtures of carbon dioxide(CO2), hydrogen(H2), silane(SiH4) and diborane(B2H6) as reaction source gases. For all experiments the substrate temperature, pressure and power density are fixed at 200℃, 200 Pa and 200 mW/cm^2, respectively. The films are deposited on Corning Eagle 2000 glass substrates for optoelectronic measurements and on crystalline Si wafers for Fourier transform infrared(FTIR) measurement. The structural, optical and electronic properties of the films are systematically studied as a function of CO2 flow rate. The CO2 flow rate is varied from 0 to 1.2 cm^3·min^-1, with all other parameters kept constant. It is shown that with the CO2 flow rate increasing from 0 to 1.2 cm^3·min^-1, the Raman peak shifts from 520 cm~(-1) to 480 cm^-1 and corresponding crystalline volume fraction decreases from 70% to 0. In addition, the FTIR spectrum shows that the oxygen content increases from 0 to 17% and the hydrogen bond configuration gradually shifts from mono-hydrogen(Si-H) to di-hydrogen(Si-H2) and(Si-H2)n complexes in the film. What is more, with the incorporation of oxygen, the optical band gap of each of all p-type SiO:H films increases from 1.8 eV to 2.13 eV, while the dark conductivity decreases from 3 S/cm(nc-Si:H phase) to 8.310(-6)S/cm(a-SiOx:H phase). Furthermore, the oxygen incorporation tends to disrupt the growth of silicon nanocrystals due to the created dangling bonds that arises from an increased structural disorder. This leads to microstructural evolution of SiO:H film from a single nanocrystalline phase into first a mixed amorphous-nanocrystalline and subsequently into an amorphous phase. At a certain threshold of CO2 flow rate, a transition from nanocrystalline to amorphous growth takes place. The transition from nanocrystalline to amorphous silicon is confirmed by Raman

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876