硅基薄膜疊層太陽能電池的仿真模擬和微晶硅氧薄膜的研究.pdf

1、非晶硅薄膜太陽能電池具有成本低、適合大面積制造等優(yōu)點，然而其轉(zhuǎn)換效率較低以及穩(wěn)定性較差。采用非晶硅氧、非晶硅碳、微晶硅氧等寬帶隙材料取代原先的窗口層，以及使用非晶硅/微晶硅疊層結(jié)構(gòu)成為提高轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性較為有效的方法。
　　本文從理論上研究了非晶硅薄膜太陽能電池各層參數(shù)對電池性能變化的原因。對于非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池，從子電池的厚度匹配和隧穿復(fù)合結(jié)兩方面，研究了影響電池性能的關(guān)鍵因素。最后利用PECVD制備了不同工藝參數(shù)條

2、件下的微晶硅氧薄膜，初步探究了工藝參數(shù)對薄膜的光電性質(zhì)（透射率、光暗電導(dǎo)率）的影響。
　　研究結(jié)果表明:(1)非晶硅薄膜太陽能電池中窗口層的摻雜濃度與本征吸收層的缺陷態(tài)密度是影響電池性能的關(guān)鍵因素，當(dāng)窗口層的摻雜濃度低于1019 cm-3，或本征吸收層的缺陷態(tài)密度高于1017 cm-3eV-1時，電池的性能都會迅速的惡化。電池隨著窗口層的禁帶寬度和本征吸收層的厚度的變化趨勢，都是先增大后減小，窗口層的禁帶寬度和本征吸收層的厚度最優(yōu)

3、值分別是2.2 eV和300 nm，電池隨著窗口層的厚度的增大而減小。(2)合適的厚度匹配可以明顯提高非晶硅/微晶硅電池的性能，當(dāng)頂電池和底電池的本征層厚度分別為200 nm，2000nm時，疊層電池獲得最佳性能，隧穿復(fù)合結(jié)中間缺陷態(tài)密度和摻雜濃度是影響疊層電池性能的關(guān)鍵因素，只有當(dāng)中間缺陷態(tài)提高到1017 cm-3 eV-1以上時，摻雜濃度提高到5×1019 cm-3時，光生載流子在復(fù)合結(jié)處才能很好的復(fù)合，從而使疊層電池的性能達到最大