[发明专利]硅基特定光伏器件界面态的测量方法

权利要求书

1.一种硅基特定光伏器件界面态的测量方法，对具有超薄氧化硅层的异质结器件界面态进行测量，其特征在于：所述具有超薄氧化硅层的异质结器件为空穴选择型ITO/SiO_x(In)/n-Si异质结光伏器件，其中ITO/SiO_x(In)叠层复合薄膜材料中的超薄SiO_x(In)物质层是在ITO薄膜和n-Si基底之间形成的，含有In和Sn元素，且厚度不大于2.0nm，利用电容-电压测量系统，采用光注入的方法，对空穴选择型ITO/SiO_x(In)/n-Si异质结光伏器件的界面态密度进行测量。

2.根据权利要求1所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：超薄SiO_x(In)物质层中包含了Si₂O、SiO、Si₂O₃和SiO₂一系列不同组分的化合物，而且硅的氧化物SiO_x中含有In与Sn元素的离子和原子态。

3.根据权利要求1所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：超薄SiO_x(In)物质层中含有In与Sn元素的负离子态，该类负离子在SiO_x层中引入了受主扩展态，是非局域的。

4.根据权利要求1所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：超薄SiO_x(In)物质层的厚度为1.0～2.0nm。

5.根据权利要求1所述具有超薄氧化硅层的异质结器件界面态的测量方法，其特征在于：在ITO/SiO_x(In)/n-Si叠层复合薄膜中，ITO薄膜层厚度为80nm并作为空穴传输层，n-Si材料层的厚度为120～140μm。

6.根据权利要求1所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：采用光注入的方式，对空穴选择型ITO/SiO_x(In)/n-Si异质结光伏器件的界面态密度进行测量，从获得的C-V曲线中推演出界面态密度。

7.根据权利要求1所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.为待测的SQIS异质结电池引入光注入；

b.将在所述步骤a中的SQIS异质结电池移至安捷伦电容-电压(C-V)测试系统，频率设定为1MHz且保持不变，确保微分电容有响应；

c.对在所述步骤b中的SQIS异质结器件进行光照下和黑暗下的测量，获得相应的C-V曲线，实验中对器件前电极施加的直流偏压从耗尽区扫到积累区，用于改变耗尽区的宽度，其扫描步长为0.05V/s；外加负偏压时，硅表面形成反型层，空穴的屏蔽作用使得总电容变化非常微小，直到偏压加到0V以上，总电容快速变化，此时耗尽区宽度受外加偏压的影响快速变化；由于溢出电压与界面区厚度相关，其溢出电压V_T大于2.0V，外加偏压设置在-1.0～1.0V，且另一信号为高频探测信号，用于探测不同偏压下的电容值；

d.将在所述步骤c中的黑暗和光照条件下分别获得的C-V曲线进行分析处理，在处理两者C-V曲线时，将黑暗下的C-V曲线向左平移一个理论光生电压值，获得理想光照下的C-V曲线；

e.从在所述步骤d中获得理想光照下的C-V曲线中获取界面态密度的信息，经过界面态密度计算公式得出界面态密度。

8.根据权利要求7所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：在所述步骤c中，光照条件下的耗尽区宽度受到光生电压和直流偏压的共同作用，而黑暗条件下的耗尽区只受外加偏压的影响。

9.根据权利要求7所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：在所述步骤a中，在待测的SQIS异质结电池正上方放置功率不低于20W的钨丝灯泡，引入光注入。

10.根据权利要求7所述硅基特定光伏器件界面态的测量方法，其特征在于：在所述步骤a中，待测的SQIS异质结电池的器件面积不大于1cm²，厚度不大于150μm。