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(qiáng)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(diǎn)。
　　 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(qiáng)、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(duì)而言壓強(qiáng)對(duì)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(duì)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(duì)材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)中控制薄膜厚度為35nm左右，此厚度可以直接用于實(shí)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(duì)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(jí)，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(duì)電池性能的影響。