硅基薄膜材料制備及其在太陽電池中的應(yīng)用.pdf

1、本文主要利用等離子增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)、飛秒激光等技術(shù)，研究了P、I層的制備并將最終的結(jié)果應(yīng)用到太陽電池中，本論文的研究內(nèi)容主要有以下幾點。
　　 1.低溫制備高質(zhì)量本征非晶硅薄膜
　　 利用PECVD系統(tǒng)在100～200℃溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)氣體壓強、輝光功率、襯底溫度、硅烷濃度等參數(shù)制備本征非晶硅薄膜，發(fā)現(xiàn)在本文所設(shè)參數(shù)范圍內(nèi)薄膜的生長速率隨功率、襯底溫度、硅烷濃度的增大而增大，所得薄膜質(zhì)量則隨沉積參數(shù)變化有一定

2、變化，相對而言壓強對薄膜的生長影響則不大。經(jīng)過優(yōu)化參數(shù)最終制得了光敏性超過104，帶隙為1.81eV的本征非晶硅薄膜。將制得材料用于非晶硅薄膜太陽電池中在無陷光結(jié)構(gòu)和p/i界面優(yōu)化情況下得到了5.29％的光電轉(zhuǎn)換效率(AM1.5)，并使用AMPS軟件模擬了本征層厚度對電池性能的影響。
　　 2.低溫制備用于非晶硅太陽電池窗口層的p-typeμc-Si：H薄膜材料
　　 研究在不同沉積條件下以B(CH3)3為摻雜劑，硅烷濃

3、度、襯底溫度、摻雜濃度、功率密度等對材料性能的影響。實驗中控制薄膜厚度為35nm左右，此厚度可以直接用于實際電池中的P層。發(fā)現(xiàn)隨著硅烷濃度的增加薄膜的晶化率下降，隨溫度升高薄膜晶化率增加，但薄膜晶化率相對于摻雜濃度和功率密度的變化則不具有單調(diào)性而是有一定的起伏。最后制得暗態(tài)電導(dǎo)10-1S/cm量級，光學(xué)帶隙2.5eV左右的p-typeμc-Si：H薄膜材料。將其用于非晶電池的窗口層研究了不同功率密度和厚度對電池性能的影響。