薄膜太阳能电池的检测技术.pdf
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高扬,美国ISET公司,中国业务代表
2011/8/28 常州
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非晶硅薄膜太阳能电池
微晶硅薄膜太阳能电池
铜铟镓硒薄膜太阳能电池
染料敏化太阳能电池
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原子结构 状态密度
◦ 电子自旋共振 ◦ 光电方法
◦ 红外吸收光谱
◦ 光热偏折光谱
◦ 核磁共振
光学特性 ◦ 稳恒光生电流法
◦ 吸收系数光谱 ◦ 双光束光电导率
◦ 反射-透射光谱 ◦ 傅立叶变换光生电流光谱
◦ 光学带隙 ◦ 吸收系数确定缺陷密度
◦ 折射率 ◦ 空间电荷方法
电学特性 ◦ 深能级瞬态谱
◦ 暗电导率 器件质量材料的要求
◦ 暗电导率激活能
◦ 光电导率 光致衰减效应
◦ 双极扩散长度 ◦ 电荷式深能级瞬态谱
◦ 稳态光生载流子栅线
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电子自旋共振(electron spin resonance ,ESR )作为一种先进的实
验技术,能够反映半导体中缺陷的显微结构,并且适合于测量a-
Si:H的缺陷密度。
ESR对a-Si:H的测量能够较好地识别中性悬挂键。因为ESR的结果
非常地清晰,这种实验方法被认为是确定a-Si:H缺陷的标准技术。
但是,ESR的灵敏度仅限于低自旋密度的薄膜,并且只能给出顺
磁缺陷(paramagnetic defect )(带有未成对电子的缺陷)的信息。
为此,ESR会低估缺陷密度,因为带电荷的悬挂键没有未成对自
旋信号。所以,ESR结果非常依赖于决定缺陷电子占据情况的费
米能级位置。
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因为H对缺陷钝化很重要,所以H在非晶硅a-Si:H原子结构中
的机理作用和稳定性是目前的研究重点。红外吸收光谱
(infrared absorption spectroscopy )已经广泛地用于研究a-
Si:H中的Si-H 键合模式(bonding configuration )。可以观察
x
a-Si:H红外吸收光谱中最明显的3个特征峰值波段为:
640cm-1的峰值:对应了Si-H 、Si-H 、Si-H 和(Si-H ) 共价键
2 3 2 n
键合模式的振动模(rocking mode ),能够用以确定a-Si:H的
H含量;
840~890cm-1的双峰值(doublet):对应Si-H 键合模式的摇
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摆模(wagging mode );
2000~2200cm-1的数个峰值:2000cm-1峰值对应孤立Si-H键
合模式的低拉伸模(low stretching mode ,LSM ),而2060~
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