低温制备窄带隙纳米锗超晶格材料及其光伏应用

项目名称： 低温制备窄带隙纳米锗超晶格材料及其光伏应用

项目编号： No.61404073

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 倪牮

作者单位： 南开大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 带隙为1.1eV 的微晶硅材料，使硅基薄膜太阳电池无法利用太阳光谱在1100~1800nm的长波段辐射，拓展长波光谱吸收范围是提高效率的关键。现有的高锗含量微晶硅锗乃至微晶锗材料因结构缺陷多、光电性能差，仅能使电池长波响应拓展至1200nm，窄带隙优势并不明显。本项目借鉴低维纳米材料以及第三代太阳电池的新理论，提出低温下采用PECVD法制备周期性交替生长的纳米锗超晶格材料，获得与晶体锗接近的超窄带隙(0.67 eV)；通过多层膜结构及时钝化锗晶粒生长过程中的结构缺陷，并利用超晶格应变调节能带分布，利用微带、载流子共振隧穿效应提高迁移率、实现更大的光电流增益，最终获得光电性能优良的窄带隙光伏材料。在器件应用方面，与传统的硅基薄膜叠层电池相结合，设计并制备出一种新颖的基于Ⅳ族薄膜材料的宽光谱四端叠层太阳电池，充分发挥窄带隙锗在拓展光谱响应方面的优势，达到充分利用太阳光谱、实现效率突破的目的。

中文关键词： 纳米锗；宽光谱；太阳电池；长波响应；

英文摘要： The long wavelengths absorption of silicon thin film solar cells is limited to 1100nm due to the band gap of 1.1eV for hydrogenated microcrystalline silicon materials, which are unable to absorb long-wave radiation in the solar spectrum at 1100-1800nm. Th

英文关键词： nanocrystalline germanium；wide spectrum；solar cell；long wavelength response；