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一种纳米硅量子点的制备方法及在薄膜太阳电池中的应用技术

技术编号:4008825 阅读:279 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的目的是提供一种纳米硅量子点的制备方法并将该方法用于薄膜太阳电池的制造中。利用PECVD方法生长非晶硅,采用双光束逐层扫描晶化非晶硅薄膜,即利用偏振态为圆偏振的两束飞秒激光的双光束干涉,在非晶网络中形成纳米晶硅。飞秒激光双光束逐层扫描非晶硅是利用三维样品台的移动。首先,飞秒激光聚焦在样品中某一点,激光在该样品深度对样品进行平面扫描,一行一行移动扫描。该层扫描结束后,样品台上移,激光再聚焦到上一平面扫描。通过调控激光功率、脉冲宽度、重复频率和扫描速率,从而在非晶硅网络里形成晶粒大小分布在30~50nm范围,晶粒间距控制在20~40nm左右的纳米硅阵列。利用该纳米硅量子点层可用来制作硅基薄膜电池,提高电池转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米硅量子点的制备方法及其在薄膜电池制备中的应用,特指利用飞 秒双光束激光扫描晶化非晶硅薄膜形成纳米晶硅整列。属于纳米材料制备和太阳电池制备

技术介绍
随着人类文明的发展,消耗的能源也随之增加,开发利用新型能源是现在的当务 之急。在替代能源的开发中特别引起人们注意的是能直接从太阳能转化成电能的太阳电 池。目前在市场上常规的太阳电池主要是基于晶体硅的第一代太阳电池,非晶硅以及多晶 化合物半导体的第二代太阳电池的市场份额不足整个市场的20%。大规模利用太阳能光电 的主要障碍是太阳电池价格太高,致使阳光发电无法与常规能源相竞争。薄膜电池的开发 节约了大量的原料,同时也降低了能源的消耗和太阳电池的成本。但非晶硅薄膜太阳能电 池存在明显的光致衰减效应(S-W效应),而且效率不高。根据2006年初的美国LosAlamos国家实验室的科学家报导,在纳米太阳电池中发 现了一个光子可以激发多个载流子的“多重激发”(Multi-excitation)现象,这样就会使纳 米硅太阳电池的输出电流增大,而这种现象在其它太阳电池中是观察不到的。按照NREL的 计算,在太阳能电池上由硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米硅量子点的制备方法,其特征在于:利用PECVD方法生长非晶硅,采用飞秒激光双光束逐层扫描非晶硅,利用圆偏振飞秒激光双光束的干涉,晶化非晶硅薄膜,在非晶网络中形成纳米晶硅;采用的飞秒激光工艺参数是:波长400~800nm,脉冲宽度5~150fs,脉冲能量0.1~20μJ,重复频率2~100HZ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:袁宁一丁建宁叶枫王秀琴王书博
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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