HIT太陽電池的制備與性能研究.pdf

1、開發(fā)低成本、穩(wěn)定以及高效的太陽能電池是光伏領(lǐng)域研究的目標，而HIT太陽電池既具有晶硅太陽電池的高效特性又具有薄膜太陽電池的低成本特點，成為光伏領(lǐng)域研究的熱點。本文利用射頻等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法制備P型非晶硅薄膜材料及其在HIT太陽電池上的應(yīng)用，并對界面鈍化進行實驗研究。主要研究包括以下內(nèi)容：
　　1、本論文以硅烷和硼烷作為反應(yīng)氣體，氫氣作為稀釋氣體，在載玻片和單晶硅片上制備摻硼的非晶硅薄膜，系統(tǒng)研究了硅烷濃度、硼烷濃度、射頻

2、功率、以及加熱溫度等工藝參數(shù)對P型非晶硅薄膜材料生長速率、電學(xué)性能、光學(xué)性能以及微結(jié)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明：在研究的范圍內(nèi)，沉積工藝參數(shù)的增加都有助于薄膜材料的生長；薄膜的暗電導(dǎo)率隨著硅烷濃度的增加、硼烷濃度的增加和加熱溫度的增加都呈現(xiàn)上升的變化趨勢，而隨著射頻功率的增加，薄膜的暗電導(dǎo)率先上升后下降；薄膜的光學(xué)帶隙則隨著硅烷濃度的增加、硼烷濃度的減小、加熱溫度的降低和射頻功率的降低而增加；在硅烷濃度較高、硼烷濃度適中、烘烤適中和射頻功率

3、較低制備的非晶硅薄膜的致密性較好。優(yōu)化沉積工藝參數(shù)獲得了優(yōu)質(zhì)的P型非晶硅薄膜，其生長速率約為0.16nm/s，暗電導(dǎo)率約為8.5E-6S/cm，光學(xué)帶隙約為1.73eV。
　　2、在HIT太陽電池中，研究了氫處理和本征非晶硅薄膜的沉積工藝參數(shù)對界面鈍化質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：電池的開路電壓隨著氫等離子體的射頻功率增加而呈現(xiàn)下降的變化趨勢；隨著氫處理時間的增加，電池的開路電壓先增加后降低，最佳處理時間為40s；沉積本征非晶硅薄膜時加熱

4、溫度過高和射頻功率過低都會發(fā)生外延生長，嚴重影響電池的開路電壓；反應(yīng)氣壓對電池的開路電壓影響較小。
　　3、對窗口層和本征鈍化層厚度進行優(yōu)化，厚度分別為10nm和4nm左右。測得的電池開路電壓都在0.55V左右，鈍化質(zhì)量和重復(fù)性都較好。QE和J-V特性測試結(jié)果表明：非晶硅薄膜材料太厚將增加對短波段光的吸收。通過優(yōu)化沉積工藝參數(shù)，制備出轉(zhuǎn)換效率為14.77％(Voc=0.568 V，Isc=37.01mA/cm2，F(xiàn)F=0.703)