B(CH3)3摻雜p-μc-Si-H薄膜材料及其在太陽電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、硅基薄膜太陽電池已成為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，開發(fā)低成本、高效率的太陽電池是其研究的重點。對非晶硅及微晶硅太陽電池性能的提高，P型窗口層起著關(guān)鍵的作用。P型氫化微晶硅(p-μc-Si:H)薄膜材料具有高電導(dǎo)率、寬光學(xué)帶隙、高的光透性以及具備一定晶化率的優(yōu)點，它是非晶硅及微晶硅太陽電池理想的窗口層材料。本文通過射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(RF-PECVD)，以三甲基硼(B(CH3)3，TMB)作為摻雜劑，制備p-μc-Si:H

2、薄膜材料，并研究了其在PEN柔性襯底及SnO2玻璃襯底上非晶硅及微晶硅太陽電池中的應(yīng)用。論文主要工作有：
　　 1．p-μc-Si:H材料的制備和性能研究論文首先通過正交實驗法，初步分析了硅烷濃度、B摻雜率、反應(yīng)氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)氣體流量等沉積參數(shù)對薄膜材料電導(dǎo)率、晶化率及光學(xué)帶隙的影響。接著對輝光功率、襯底溫度及上述參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，比較詳盡的分析了各參數(shù)對p-μc-Si:H薄膜性能的影響，從而對p-μc-Si:H材料在非晶及

3、微晶薄膜太陽電池中的應(yīng)用做出有效指導(dǎo)。通過各參數(shù)的優(yōu)化，制備出了厚度在80nm左右，暗態(tài)電導(dǎo)率達(dá)到0.49S/cm，光學(xué)帶隙超過2.0eV的p-μc-Si:H薄膜材料。
　　 2．p-μc-Si:H材料在非晶硅太陽電池中的應(yīng)用論文研究了p-μc-Si:H作為非晶硅太陽電池的窗口層對電池性能的影響。在普通SnO2導(dǎo)電玻璃襯底上，通過優(yōu)化p-μc-Si:H窗口層厚度、硅烷濃度、B摻雜率及輝光功率等參數(shù)，得到5.85％(Jsc:11.

4、36mA/cm2、Voc:0.877V、FF:58.7%)的光電轉(zhuǎn)換效率，使用絨面陷光結(jié)構(gòu)SnO2導(dǎo)電玻璃作為襯底，得到電池效率6.56%(Jsc:13.8mA/cm2、Voc:0.893V、FF:53.25%)。在PEN柔性襯底上，通過優(yōu)化p-μc-Si:H硅烷濃度及B摻雜率，制備出效率為4.63%的非晶硅太陽電池(Jsc=10.08mA/cm2、Voc=0.863V、FF=53.21%)。
　　 3．p-μc-Si:H材料在

5、微晶硅薄膜太陽電池中的應(yīng)用論文研究了p-μc-Si:H作為微晶硅薄膜太陽電池的窗口層對電池性能的影響。關(guān)于p/i界面及p-μc-Si:H摻雜率對電池的性能影響進(jìn)行了深入的研究，p/i界面分別使用了對P層表面進(jìn)行氫處理及P層表面梯度B摻雜的界面處理方法，20s的氫處理與30s的梯度B摻雜下得到電池的性能最優(yōu)，且兩種界面處理方法對電池性能的改善效果相近。在普通SnO2導(dǎo)電玻璃襯底上，得到效率3.28%(Jsc:18mA/cm2、Voc:0.