RF-PECVD制備非晶硅膜及HIT太陽電池的研究.pdf

1、研究開發(fā)低價(jià)，穩(wěn)定，高效的的太陽電池是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。而非晶硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)太陽電池既利用了低溫的薄膜沉積工藝，又發(fā)揮了晶體硅高遷移率的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單，具有實(shí)現(xiàn)高效率、低成本硅太陽能電池的發(fā)展目標(biāo)和產(chǎn)業(yè)化前景。射頻RF-PECVD 技術(shù)由來已久，對(duì)于非晶硅而言是一種成熟的制備技術(shù)。它具有可大面積沉積、成膜均勻、可實(shí)現(xiàn)低溫生長(zhǎng)、可沉積在廉價(jià)的柔性襯底上、容易實(shí)現(xiàn)摻雜等優(yōu)點(diǎn)。圍繞上述研究方向，本論文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究

2、工作： 1.系統(tǒng)研究了PECVD 過程中不同沉積參數(shù)對(duì)非晶硅薄膜電導(dǎo)率、結(jié)晶比和缺陷態(tài)密度的影響，獲得了不同晶態(tài)比和電導(dǎo)率的非晶硅薄膜。研究了PECVD 技術(shù)制備薄膜硅的致密性問題，發(fā)現(xiàn)要獲得致密且穩(wěn)定的薄膜硅材料，需要高的背景真空、較低的晶態(tài)比和較低的襯底溫度。 2.運(yùn)用AFORS-HET 程序模擬計(jì)算了不同本征層厚度、能隙寬度、發(fā)射層厚度、能帶失配以及不同界面態(tài)密度等參數(shù)對(duì)N 型非晶硅/p 型晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池光伏

3、特性的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在其它參數(shù)條件不變的情況下，插入較薄本征層，能使光電轉(zhuǎn)換效率增加，但本征層厚度繼續(xù)增加時(shí)，短路電流密度減少，效率也隨之降低。本征層能隙寬度的變化對(duì)短路電流影響很大，隨能隙寬度增加，短路電流先增加，但當(dāng)能隙寬度大于某一特定值時(shí)，短路電流開始下降。在不插入本征層的情況下，N 型發(fā)射層的能帶失配對(duì)短路電流幾乎無影響，而開路電壓隨著導(dǎo)帶失配的增大，逐漸增大。界面態(tài)密度會(huì)導(dǎo)致開壓迅速下降。 3.實(shí)驗(yàn)研究

4、了rf-PECVD 沉積的p 層a-Si:H 薄膜對(duì)a-Si:H(p)/c-Si(n)異質(zhì)結(jié)太陽能電池特性的影響。通過對(duì)p 層a-Si:H 薄膜沉積條件的優(yōu)化，在對(duì)硅表面沒有織構(gòu)的情況下，我們制備出了轉(zhuǎn)換效率達(dá)9.8％的a-Si:H(p)/c-Si(n)太陽能電池。實(shí)驗(yàn)研究了不同表面鈍化技術(shù)對(duì)異質(zhì)結(jié)太陽電池特性的影響，研究結(jié)果顯示，用氫等離子體鈍化可以提高短路電流密度Jsc，而在p-n 結(jié)中插入一層薄的a-Si:H 本征緩沖層可以得到較